Đồ án Tìm hiểu Virus và cách phòng chống

®å ¸n tèt nghiÖp

Lêi nãi ®Çu

Virus tin häc hiÖn nay ®ang lµ nçi b¨n kho¨n lo l¾ng cña

nh÷ng ng-êi lµm c«ng t¸c tin häc, lµ nçi lo sî cña nh÷ng ng-êi sö

dông khi m¸y tÝnh cña m×nh bÞ nhiÔm virus. Khi m¸y tÝnh cña

m×nh bÞ nhiÔm virus, hä chØ biÕt tr«ng chê vµo c¸c phÇn mÒm diÖt

virus hiÖn cã trªn thÞ tr-êng, trong tr-êng hîp c¸c phÇn mÒm nµy

kh«ng ph¸t hiÖn hoÆc kh«ng tiªu diÖt ®-îc, hä bÞ l©m ph¶i t×nh

huèng rÊt khã kh¨n, kh«ng biÕt ph¶i lµm nh- thÕ nµo.

V× lý do ®ã, cã mét c¸ch nh×n nhËn c¬ b¶n vÒ hÖ thèng, c¬

chÕ vµ c¸c nguyªn t¾c ho¹t ®éng cña virus tin häc lµ cÇn thiÕt.

Trªn c¬ së ®ã, cã mét c¸ch nh×n ®óng ®¾n vÒ virus tin häc trong

viÖc phßng chèng, kiÓm tra, ch÷a trÞ còng nh- c¸ch ph©n tÝch,

nghiªn cøu mét virus míi xuÊt hiÖn.

§å ¸n nµy gi¶i quyÕt c¸c vÊn ®Ò võa nªu ra ë trªn. Nã ®-îc

chia lµm 4 ch-¬ng:

Ch-¬ng I. §Æt vÊn ®Ò.

Ch-¬ng II. Tæng quan vÒ virus vµ hÖ thèng.

Ch-¬ng III. Kh¶o s¸t virus One Half.

Ch-¬ng IV. ThiÕt kÕ ch-¬ng tr×nh chèng virus.

PhÇn phô lôc cuèi ®å ¸n liÖt kª toµn bé ch-¬ng tr×nh nguån

cña ch-¬ng tr×nh kiÓm tra vµ kh«i phôc ®èi víi virus One Half.

Trong qu¸ tr×nh x©y dùng ®å ¸n nµy, t«i ®· nhËn ®-îc nhiÒu

sù gióp ®ì cña c¸c thÇy c« gi¸o, b¹n bÌ ®ång nghiÖp vµ gia ®×nh.

T«i xin c¶m ¬n sù gióp ®ì nhiÖt t×nh cña thÇy NguyÔn Thanh

Tïng, lµ thÇy gi¸o trùc tiÕp h-íng dÉn ®Ò tµi tèt nghiÖp cña t«i,

c¶m ¬n c¸c thÇy c« gi¸o trong Khoa Tin häc, c¸c thÇy c« gi¸o vµ

c¸c c¸n bé cña Trung t©m båi d-ìng c¸n bé Tr-êng §¹i häc B¸ch

3

®å ¸n tèt nghiÖp

khoa Hµ néi ®· t¹o ®iÒu kiÖn gióp ®ì t«i hoµn thµnh ®å ¸n nµy.

T«i còng xin c¶m ¬n c¸c b¹n bÌ ®ång nghiÖp, ng-êi th©n trong gia

®×nh ®· t¹o ®iÒu kiÖn, ®éng viªn t«i trong qu¸ tr×nh lµm ®å ¸n.

V× ®iÒu kiÖn vÒ thêi gian kh«ng nhiÒu, kinh nghiÖm cßn h¹n

chÕ, kh«ng tr¸nh khái c¸c thiÕu sãt. T«i mong nhËn ®-îc c¸c ý

kiÕn ®ãng gãp cña c¸c thÇy c« gi¸o vµ c¸c ®ång nghiÖp ®Ó c¸c

ch-¬ng tr×nh sau nµy ®-îc tèt h¬n.

Ch-¬ng I.

§Æt vÊn ®Ò

MÆc dï virus tin häc ®· xuÊt hiÖn tõ kh¸ l©u trªn thÕ giíi vµ

trong n-íc ta, song ®èi víi ng-êi sö dông vµ c¶ nh÷ng ng-êi lµm

c«ng t¸c tin häc, virus tin häc vÉn lµ vÊn ®Ò nan gi¶i, nhiÒu khi nã

g©y c¸c tæn thÊt vÒ mÊt m¸t d÷ liÖu trªn ®Üa, g©y c¸c sù cè trong

qu¸ tr×nh vËn hµnh m¸y. Sù nan gi¶i nµy cã nhiÒu lý do: Thø nhÊt,

c¸c kiÕn thøc vÒ møc hÖ thèng khã h¬n c¸c kiÕn thøc vÒ lËp tr×nh

trªn c¸c ng«n ng÷ bËc cao vµ c¸c ch-¬ng tr×nh øng dông, ®Æc biÖt

nh÷ng th«ng tin cÇn thiÕt vÒ hÖ thèng kh«ng ®-îc DOS chÝnh thøc

c«ng bè hoÆc lµ c¸c th«ng tin dµnh riªng (Reseved), ®iÒu nµy lµm

cho nh÷ng ng-êi ®Ò cËp ë møc hÖ thèng kh«ng nhiÒu. Thø hai,

hÇu nh- rÊt Ýt c¸c tµi liÖu vÒ virus tin häc ®-îc phæ biÕn, cã lÏ

ng-êi ta nghÜ r»ng nÕu cã c¸c tµi liÖu ®Ò cËp tíi virus mét c¸ch tû

mû, hÖ thèng th× sè ng-êi tß mß, nghÞch ngîm viÕt virus sÏ cßn

t¨ng lªn n÷a! Thø ba, sè l-îng c¸c virus xuÊt hiÖn kh¸ ®«ng ®¶o,

mçi virus cã mét ®Æc thï riªng, mét c¸ch ho¹t ®éng riªng vµ mét

c¸ch ph¸ ho¹i riªng. §Ó t×m hiÓu cÆn kÏ vÒ mét virus kh«ng thÓ

4

®å ¸n tèt nghiÖp

mét thêi gian ng¾n ®-îc, ®iÒu nµy lµm n¶n lßng nh÷ng ng-êi lËp

tr×nh muèn t×m hiÓu vÒ virus.

Tuy ®· xuÊt hiÖn kh¸ nhiÒu nh÷ng ch-¬ng tr×nh tiªu diÖt virus

vµ kh«i phôc l¹i ®Üa, kh«i phôc l¹i c¸c file bÞ nhiÔm song trong

nh÷ng tr-êng hîp cô thÓ, ®«i khi c¸c phÇn mÒm nµy còng kh«ng

gi¶i quyÕt ®-îc vÊn ®Ò. Cã nhiÒu lý do: Thø nhÊt, mçi ch-¬ng

tr×nh chØ tiªu diÖt mét sè lo¹i virus mµ nã biÕt. Thø hai, chóng ta

®Òu biÕt r»ng sau khi mét virus nµo ®ã xuÊt hiÖn, nã míi ®-îc

nghiªn cøu vµ m· nhËn biÕt cña nã míi ®-îc ®-a vµo danh môc,

khi ®ã ch-¬ng tr×nh míi cã kh¶ n¨ng tiªu diÖt ®-îc. §iÒu ®ã cã

nghÜa lµ cã thÓ cã c¸c lo¹i virus xuÊt hiÖn trong m¸y tÝnh cña

chóng ta mµ c¸c ch-¬ng tr×nh kiÓm tra virus vÉn cø th«ng b¸o

"OK". §Æc biÖt lµ c¸c virus do nh÷ng ng-êi lËp tr×nh trong n-íc

viÕt, hÇu hÕt kh«ng ®-îc cËp nhËt vµo trong c¸c ch-¬ng tr×nh

kiÓm tra vµ tiªu diÖt virus nh- SCAN, F-PROT, UNVIRUS,...

V× c¸c lý do nªu trªn, viÖc phßng chèng virus vÉn lµ biÖn

ph¸p tèt nhÊt ®Ó tr¸nh viÖc virus x©m nhËp vµo trong hÖ thèng

m¸y cña m×nh. Trong tr-êng hîp ph¸t hiÖn cã virus x©m nhËp,

ngoµi viÖc sö dông c¸c ch-¬ng tr×nh diÖt virus hiÖn ®ang cã mÆt

trªn thÞ tr-êng, viÖc hiÓu biÕt c¬ chÕ, c¸c ®Æc ®iÓm phæ biÕn cña

virus lµ nh÷ng kiÕn thøc mµ nh÷ng ng-êi lµm c«ng t¸c tin häc nªn

biÕt ®Ó cã c¸c xö lý phï hîp.

Néi dung cña ®å ¸n nµy ®-a ra mét sè ph©n tÝch c¬ b¶n ®èi

víi m¶ng kiÕn thøc hÖ thèng, c¸c nguyªn t¾c thiÕt kÕ, ho¹t ®éng

cña c¸c lo¹i virus nãi chung, ¸p dông trong ph©n tÝch virus One

Half. Trªn c¬ së ®ã, ®Ò cËp tíi ph-¬ng ph¸p phßng tr¸nh, ph¸t

hiÖn vµ ph©n tÝch víi mét virus nµo ®ã. C¸c kiÕn thøc nµy céng

víi c¸c phÇn mÒm diÖt virus hiÖn cã trªn thÞ tr-êng cã t¸c dông

trong viÖc h¹n chÕ sù l©y lan, ph¸ ho¹i cña virus nãi chung.

5

®å ¸n tèt nghiÖp

Ch-¬ng II.

Tæng quan

I. Giíi thiÖu tæng qu¸t vÒ virus tin häc.

1. Virus tin häc.

ThuËt ng÷ virus tin häc dïng ®Ó chØ mét ch-¬ng tr×nh m¸y

tÝnh cã thÓ tù sao chÐp chÝnh nã lªn n¬i kh¸c (®Üa hoÆc file) mµ

ng-êi sö dông kh«ng hay biÕt. Ngoµi ra, mét ®Æc ®iÓm chung

th-êng thÊy trªn c¸c virus tin häc lµ tÝnh ph¸ ho¹i, nã g©y ra lçi

thi hµnh, thay ®æi vÞ trÝ, m· ho¸ hoÆc huû th«ng tin trªn ®Üa.

2. ý t-ëng vµ lÞch sö.

Lý thuyÕt vÒ mét ch-¬ng tr×nh m¸y tÝnh cã thÓ tù nh©n lªn

nhiÒu lÇn ®-îc ®Ò cËp tíi tõ rÊt sím, tr-íc khi chiÕc m¸y tÝnh ®iÖn

tö ®Çu tiªn ra ®êi. Lý thuyÕt nµy ®-îc ®-a ra n¨m 1949 bëi Von

Neumann, trong mét bµi b¸o nhan ®Ò 'Lý thuyÕt vµ c¬ cÊu cña c¸c

phÇn tö tù hµnh phøc t¹p' (Theory and Organization of

Complicated Automata).

Sau khi m¸y tÝnh ®iÖn tö ra ®êi, xuÊt hiÖn mét trß ch¬i tªn lµ

'Core War', do mét sè th¶o ch-¬ng viªn cña h·ng AT&T's Bell

ph¸t triÓn. Trß ch¬i nµy lµ mét cuéc ®Êu trÝ gi÷a hai ®o¹n m· cña

hai th¶o ch-¬ng viªn, mçi ®o¹n m· ®Òu cè g¾ng tù nh©n lªn vµ

tiªu diÖt ®o¹n m· cña ®èi ph-¬ng. §Õn 5/1984, Core War ®-îc

m« t¶ trªn b¸o chÝ vµ b¸n nh- mét trß ch¬i m¸y tÝnh.

Nh÷ng virus tin häc ®Çu tiªn ®-îc t×m thÊy trªn m¸y PC vµo

kho¶ng 1986-1987. C¸c virus th-êng cã mét xuÊt ph¸t ®iÓm lµ c¸c

tr-êng §¹i häc, n¬i cã c¸c sinh viªn giái, thÝch tù kh¼ng ®Þnh

m×nh!

3. Ph©n lo¹i:

6

®å ¸n tèt nghiÖp

Th«ng th-êng, dùa vµo ®èi t-îng l©y lan lµ file hay ®Üa mµ

virus ®-îc chia thµnh hai nhãm chÝnh:

- B-virus: Virus chØ tÊn c«ng lªn Master Boot hay Boot Sector.

- F-virus: Virus chØ tÊn c«ng lªn c¸c file kh¶ thi.

MÆc dï vËy, c¸ch ph©n chia nµy còng kh«ng h¼n lµ chÝnh x¸c.

Ngo¹i lÖ vÉn cã c¸c virus võa tÊn c«ng lªn Master Boot (Boot

Sector) võa tÊn c«ng lªn file kh¶ thi.

§Ó cã mét c¸ch nh×n tæng quan vÒ virus, chóng ta xem chóng

dµnh quyÒn ®iÒu khiÓn nh- thÕ nµo.

a. B-virus.

Khi m¸y tÝnh b¾t ®Çu khëi ®éng (Power on), c¸c thanh ghi

ph©n ®o¹n ®Òu ®-îc ®Æt vÒ 0FFFFh, cßn mäi thanh ghi kh¸c ®Òu

®-îc ®Æt vÒ 0. Nh- vËy, quyÒn ®iÒu khiÓn ban ®Çu ®-îc trao cho

®o¹n m· t¹i 0FFFFh: 0h, ®o¹n m· nµy thùc ra chØ lµ lÖnh nh¶y

JMP FAR ®Õn mét ®o¹n ch-¬ng tr×nh trong ROM, ®o¹n ch-¬ng

tr×nh nµy thùc hiÖn qu¸ tr×nh POST (Power On Self Test - Tù kiÓm

tra khi khëi ®éng).

Qu¸ tr×nh POST sÏ lÇn l-ît kiÓm tra c¸c thanh ghi, kiÓm tra

bé nhí, khëi t¹o c¸c Chip ®iÒu khiÓn DMA, bé ®iÒu khiÓn ng¾t,

bé ®iÒu khiÓn ®Üa... Sau ®ã nã sÏ dß t×m c¸c Card thiÕt bÞ g¾n thªm

®Ó trao quyÒn ®iÒu khiÓn cho chóng tù khëi t¹o råi lÊy l¹i quyÒn

®iÒu khiÓn. Chó ý r»ng ®©y lµ ®o¹n ch-¬ng tr×nh trong ROM

(Read Only Memory) nªn kh«ng thÓ söa ®æi, còng nh- kh«ng thÓ

chÌn thªm mét ®o¹n m· nµo kh¸c.

Sau qu¸ tr×nh POST, ®o¹n ch-¬ng tr×nh trong ROM tiÕn hµnh

®äc Boot Sector trªn ®Üa A hoÆc Master Boot trªn ®Üa cøng vµo

RAM (Random Acess Memory) t¹i ®Þa chØ 0:7C00h vµ trao quyÒn

®iÒu khiÓn cho ®o¹n m· ®ã b»ng lÖnh JMP FAR 0:7C00h. §©y lµ

7

®å ¸n tèt nghiÖp

chç mµ B-virus lîi dông ®Ó tÊn c«ng vµo Boot Sector (Master

Boot), nghÜa lµ nã sÏ thay Boot Sector (Master Boot) chuÈn b»ng

®o¹n m· virus, v× thÕ quyÒn ®iÒu khiÓn ®-îc trao cho virus, nã sÏ

tiÕn hµnh c¸c ho¹t ®éng cña m×nh tr-íc, råi sau ®ã míi tiÕn hµnh

c¸c thao t¸c nh- th«ng th-êng: §äc Boot Sector (Master Boot)

chuÈn mµ nã cÊt giÊu ë ®©u ®ã vµo 0:7C00h råi trao quyÒn ®iÒu

khiÓn cho ®o¹n m· chuÈn nµy, vµ ng-êi sö dông cã c¶m gi¸c r»ng

m¸y tÝnh cña m×nh vÉn ho¹t ®éng b×nh th-êng.

b. F-virus.

Khi DOS tæ chøc thi hµnh File kh¶ thi (b»ng chøc n¨ng 4Bh

cña ng¾t 21h), nã sÏ tæ chøc l¹i vïng nhí, t¶i File cÇn thi hµnh vµ

trao quyÒn ®iÒu khiÓn cho File ®ã. F-virus lîi dông ®iÓm nµy b»ng

c¸ch g¾n ®o¹n m· cña m×nh vµo file ®óng t¹i vÞ trÝ mµ DOS trao

quyÒn ®iÒu khiÓn cho File sau khi ®· t¶i vµo vïng nhí. Sau khi

F-virus tiÕn hµnh xong c¸c ho¹t ®éng cña m×nh, nã míi s¾p xÕp,

bè trÝ tr¶ l¹i quyÒn ®iÒu khiÓn cho File ®Ó cho File l¹i tiÕn hµnh

ho¹t ®éng b×nh th-êng, vµ ng-êi sö dông th× kh«ng thÓ biÕt ®-îc.

Trong c¸c lo¹i B-virus vµ F-virus, cã mét sè lo¹i sau khi dµnh

®-îc quyÒn ®iÒu khiÓn, sÏ tiÕn hµnh cµi ®Æt mét ®o¹n m· cña

m×nh trong vïng nhí RAM nh- mét ch-¬ng tr×nh th-êng tró

(TSR), hoÆc trong vïng nhí n»m ngoµi tÇm kiÓm so¸t cña DOS,

nh»m môc ®Ých kiÓm so¸t c¸c ng¾t quan träng nh- ng¾t 21h, ng¾t

13h,... Mçi khi c¸c ng¾t nµy ®-îc gäi, virus sÏ dµnh quyÒn ®iÒu

khiÓn ®Ó tiÕn hµnh c¸c ho¹t ®éng cña m×nh tr-íc khi tr¶ l¹i c¸c

ng¾t chuÈn cña DOS.

§Ó cã c¸c c¬ së trong viÖc kh¶o s¸t virus, chóng ta cÇn cã c¸c

ph©n tÝch ®Ó hiÓu râ vÒ cÊu tróc ®Üa, c¸c ®o¹n m· trong Boot

Sector (Master Boot) còng nh- c¸ch thøc DOS tæ chøc, qu¶n lý

cïng nhí vµ tæ chøc thi hµnh mét File kh¶ thi nh- thÕ nµo.

8

®å ¸n tèt nghiÖp

II. §Üa - Tæ chøc th«ng tin trªn ®Üa.

1. CÊu tróc vËt lý.

C¸c lo¹i ®Üa (®Üa cøng vµ ®Üa mÒm) ®Òu l-u tr÷ th«ng tin dùa

trªn nguyªn t¾c tõ ho¸: §Çu tõ ®äc-ghi sÏ tõ ho¸ c¸c phÇn tö cùc

nhá trªn bÒ mÆt ®Üa. D÷ liÖu trªn ®Üa ®-îc ghi theo nguyªn t¾c rêi

r¹c (digital), nghÜa lµ sÏ mang gi¸ trÞ 1 hoÆc 0. §Ó cã thÓ tæ chøc

th«ng tin trªn ®Üa, ®Üa ph¶i ®-îc ®Þa chØ ho¸. Nguyªn t¾c ®Þa chØ

ho¸ dùa trªn c¸c kh¸i niÖm sau ®©y:

a. Side:

§ã lµ mÆt ®Üa, ®èi víi ®Üa mÒm cã hai mÆt ®Üa, ®èi víi ®Üa

cøng cã thÓ cã nhiÒu mÆt ®Üa. §Ó lµm viÖc víi mçi mÆt ®Üa cã

mét ®Çu tõ t-¬ng øng, v× thÕ ®«i khi ng-êi ta cßn gäi lµ Header.

Side ®-îc ®¸nh sè lÇn l-ît b¾t ®Çu tõ 0, ch¼ng h¹n ®èi víi ®Üa

mÒm, mÆt trªn lµ mÆt 0, mÆt d-íi lµ mÆt 1, ®èi víi ®Üa cøng còng

t-¬ng tù nh- vËy sÏ ®-îc ®¸nh sè lµ 0,1,2,3...

b. Track:

Lµ c¸c vßng trßn ®ång t©m trªn mÆt ®Üa, n¬i tËp trung c¸c

phÇn tö tõ ho¸ trªn bÒ mÆt ®Üa ®Ó l-u tr÷ th«ng tin. C¸c track ®¸nh

sè tõ bªn ngoµi vµo trong, b¾t ®Çu tõ 0.

c. Cylinder:

Mét bé c¸c track cïng thø tù trªn mäi mÆt ®Üa ®-îc tham

chiÕu ®Õn nh- mét phÇn tö duy nhÊt, ®ã lµ Cylinder. Sè hiÖu cña

Cylinder chÝnh lµ sè hiÖu cña c¸c track trong Cylinder ®ã.

d. Sector:

Bé ®iÒu khiÓn ®Üa th-êng ®-îc thiÕt kÕ ®Ó cã thÓ ®äc vµ ghi

mçi lÇn chØ tõng ph©n ®o¹n cña track, mçi ph©n ®o¹n nµy gäi lµ

mét sector, d-íi hÖ ®iÒu hµnh DOS, dung l-îng mét sector lµ 512

9

®å ¸n tèt nghiÖp

byte. C¸c sector trªn track ®-îc ®¸nh ®Þa chØ, th«ng th-êng hiÖn

nay ng-êi ta sö dông ph-¬ng ph¸p ®¸nh sè sector mÒm, nghÜa lµ

m· ho¸ ®Þa chØ cña sector vµ g¾n vµo phÇn ®Çu cña sector ®ã.

Ngoµi kh¸i niÖm Sector, DOS cßn ®-a ra kh¸i niÖm Cluster,

nh»m môc ®Ých qu¶n lý ®Üa ®-îc tèt h¬n. Cluster bao gåm tËp hîp

c¸c Sector, lµ ®¬n vÞ mµ DOS dïng ®Ó ph©n bæ khi l-u tr÷ c¸c file

trªn ®Üa. Tuú dung l-îng ®Üa mµ sè l-îng Sector trªn mét Cluster

cã thÓ lµ 1, 2 (®èi víi ®Üa mÒm) hoÆc 4, 8, 16 (®èi víi ®Üa cøng).

2. CÊu tróc logic:

§èi víi mäi lo¹i ®Üa, DOS ®Òu tæ chøc ®Üa thµnh hai phÇn:

PhÇn hÖ thèng vµ phÇn d÷ liÖu. PhÇn hÖ thèng bao gåm ba phÇn

con: Boot Sector, b¶ng FAT (File Alocation Table) vµ Root

Directory. §èi víi ®Üa cøng, DOS cho phÐp chia thµnh nhiÒu phÇn

kh¸c nhau, cho nªn cßn cã mét cÊu tróc ®Æc biÖt kh¸c lµ Partition

Table.

Sau ®©y chóng ta ®Ò cËp tíi tõng phÇn mét:

a. Boot Sector.

§èi víi ®Üa mÒm, Boot Sector chiÕm trªn Sector 1, Side 0,

Cylinder 0. §èi víi ®Üa cøng, vÞ trÝ trªn dµnh cho b¶ng Partition,

cßn Boot Sector chiÕm sector ®Çu tiªn trªn c¸c æ ®Üa logÝc.

Khi khëi ®éng m¸y, Boot Sector ®-îc ®äc vµo ®Þa chØ 0:

7C00h vµ ®-îc trao quyÒn ®iÒu khiÓn. §o¹n m· trong Boot Sector

cã c¸c nhiÖm vô nh- sau:

- Thay l¹i b¶ng tham sè ®Üa mÒm (ng¾t 1Eh).

- §Þnh vÞ vµ ®äc Sector ®Çu tiªn cña Root vµo ®Þa chØ 0:0500h

- Dß t×m, ®äc c¸c file hÖ thèng nÕu cã vµ trao quyÒn ®iÒu

khiÓn cho chóng.

10

®å ¸n tèt nghiÖp

Ngoµi ra, Boot Sector cßn chøa mét b¶ng tham sè quan träng

®Õn cÊu tróc ®Üa, b¶ng tham sè nµy b¾t ®Çu t¹i offset 0Bh cña Boot

Sector, cô thÓ cÊu tróc nµy nh- sau:

11

®å ¸n tèt nghiÖp

Offset Siz

e

Néi

dung

Gi¶i thÝch

+0h

3 JMP

xxxx

LÖnh nh¶y ®Õn ®Çu ®o¹n m· Boot.

Tªn cña hÖ thèng ®· format ®Üa.

+3h

8

Start of BPB----------------(Bios Parameter Block)

+0Bh 2 SectSiz Sè byte trong mét Sector.

+0Dh 1 ClustSiz Sè Sector trong mét Cluter.

+0Eh 2 ResSecs Sè l-îng Sector dµnh riªng (tr-íc

FAT).

+10h

+11h

1 FatCnt

Sè b¶ng FAT.

2 RootSiz Sè ®Çu vµo tèi ®a cho Root (32

byte cho mçi ®Çu vµo).

+13h

2 TotSecs Tæng sè sector trªn ®Üa (hoÆc

Partition) trong tr-êng hîp dung

l-îng < 32MB.

+15h

+16h

1 Media

Media descriptor ®Üa (gièng nh-

byte ®Çu b¶ng FAT).

2 FatSize Sè l-îng Sector cho mçi b¶ng

FAT.

End of BPB-----------------

+18h

2 TrkSecs Sè l-îng Sector trªn mét track.

+1Ah 2 HeadCnt Sè l-îng ®Çu ®äc ghi.

+1Ch 2 HidnSec Sè sector dÊu mÆt (®-îc dïng

trong cÊu tróc Partition).

+1Eh

§Çu ®o¹n m· trong Boot Sector.

12

®å ¸n tèt nghiÖp

Trªn ®©y lµ b¶ng tham sè ®Üa khi format ®Üa b»ng DOS c¸c

Version tr-íc ®©y. Tõ DOS Version 4.0 trë ®i, cã mét sù më réng

®Ó cã thÓ qu¶n lý ®-îc c¸c ®Üa cã dung l-îng lín h¬n 32MB, sù

më réng nµy b¾t ®Çu tõ offset +1Ch ®Ó gi÷ nguyªn c¸c cÊu tróc

tr-íc ®ã. PhÇn më réng thªm cã cÊu tróc nh- sau:

13

®å ¸n tèt nghiÖp

Offse Size Néi dung

t

Gi¶i thÝch

+1Ch 4 HidnSec Sè Sector dÊu mÆt (®· ®-îc ®iÒu

chØnh lªn 32 bit).

+20h

+24h

4 TotSec

1 PhsDsk

Tæng sè Sector trªn ®Üa khi gi¸ trÞ ë

offset +13h b»ng 0.

Sè ®Üa vËt lý (0: ®Üa mÒm, 80: ®Üa

cøng 1, 81: ®Üa cøng 2).

+25h

+26h

1 Resever

1

dµnh riªng.

Ký hiÖu nhËn diÖn cña DOS

Version x.xx

+27h

4 Serial

Lµ sè nhÞ ph©n 32 bit cho biÕt Serial

Number.

+2Bh B Volume Volume label

+36h

8

Lo¹i b¶ng FAT 12 hay 16 bit.

Th«ng tin nµy dµnh riªng cña DOS.

+3Eh

§Çu ®o¹n m· ch-¬ng tr×nh.

PhÇn m· trong Boot Sector sÏ ®-îc ph©n tÝch mét c¸ch chi tiÕt

trong phÇn sau nµy.

b. FAT (File Alocation Table).

B¶ng FAT lµ vïng th«ng tin ®Æc biÖt trong phÇn hÖ thèng,

dïng ®Ó l-u tr¹ng th¸i c¸c Cluster trªn ®Üa, qua ®ã DOS cã thÓ

qu¶n lý ®-îc sù ph©n bè File.

C¸ch tham chiÕu ®Õn mét ®Þa chØ trªn ®Üa th«ng qua sè hiÖu

Side, Cylinder, Sector lµ c¸ch lµm cña ng¾t 13h cña BIOS vµ còng

14

®å ¸n tèt nghiÖp

lµ c¸ch lµm cña bé ®iÒu khiÓn ®Üa. Ngoµi c¸ch tham chiÕu trªn,

DOS ®-a ra mét c¸ch tham chiÕu kh¸c chØ theo mét th«ng sè: ®ã

lµ sè hiÖu Sector. C¸c Sector ®-îc ®¸nh sè b¾t ®Çu tõ 0 mét c¸ch

tuÇn tù tõ Sector 1, Track 0, Side 0 cho ®Õn hÕt sè Sector trªn

Track nµy, råi chuyÓn sang Sector 1, Track 0, Side 1,... TÊt c¶ c¸c

Sector cña mét Cylinder sÏ ®-îc ®¸nh sè tuÇn tù tr-íc khi DOS

chuyÓn sang Track kÕ tiÕp. C¸ch ®¸nh sè nµy gäi lµ ®¸nh sè

Sector logic, vµ ®-îc DOS sö dông cho c¸c t¸c vô cña m×nh.

Kh¸i niÖm Cluster chØ dïng ®Ó ph©n bæ ®Üa ®Ó l-u tr÷ File,

cho nªn chØ b¾t ®Çu ®¸nh sè Cluster tõ nh÷ng Sector ®Çu tiªn cña

phÇn d÷ liÖu (phÇn ngay sau Root). Sè hiÖu ®Çu tiªn ®Ó ®¸nh sè

Cluster lµ 2, nh»m môc ®Ých thèng nhÊt trong c¸ch qu¶n lý th«ng

tin trong b¶ng FAT.

Néi dung cña FAT:

Mçi Cluster trªn ®Üa ®-îc DOS qu¶n lý b»ng mét entry, hai

entry ®Çu tiªn dïng ®Ó chøa th«ng tin nhËn d¹ng ®Üa, ®ã lµ lý do

Cluster ®-îc ®¸nh sè b¾t ®Çu tõ 2. Entry 2 chøa th«ng tin cña

Cluster 1, Entry 3 chøa th«ng tin cña Cluster 2,... Gi¸ trÞ cña

entry trong b¶ng FAT cã ý nghÜa nh- sau:

Gi¸ trÞ

ý nghÜa

0

Cluster cßn trèng, cã thÓ ph©n bæ ®-îc

(0)002-(F)FE Cluster ®ang chøa d÷ liÖu c¶ mét File nµo ®ã,

F

gi¸ trÞ cña nã lµ sè Cluster kÕ tiÕp trong

Chain.

(F)FF0-(F)FF Dµnh riªng, kh«ng dïng

6

(F)FF7

Cluster háng

15

®å ¸n tèt nghiÖp

(F)FF8-(F)FF Lµ Cluster cuèi cïng cña Chain.

F

§èi víi ®Üa mÒm vµ ®Üa cøng cã dung l-îng nhá, DOS sö

dông b¶ng FAT-12, nghÜa lµ sö dông 12 bit (1,5 byte) cho mét

entry. §èi víi c¸c ®Üa cøng cã dung l-îng lín, DOS sö dông b¶ng

FAT-16, nghÜa lµ sö dông 2 byte cho mét entry. C¸ch ®Þnh vÞ trªn

hai b¶ng FAT nµy nh- sau:

- §èi víi FAT-16: V× mçi entry chiÕm 2 byte, nªn vÞ trÝ cña

Cluster tiÕp theo b»ng gi¸ trÞ cña Cluster hiÖn thêi nh©n víi 2.

- §èi víi FAT-12: V× mçi entry chiÕm 1,5 byte, nªn vÞ trÝ cña

Cluster tiÕp theo b»ng gi¸ trÞ cña Cluster hiÖn thêi nh©n víi 1,5.

Gi¸ trÞ cô thÓ lµ 12 bit thÊp nÕu sè thø tù sè Cluster lµ ch½n, ng-îc

l¹i lµ 12 bit cao trong word t¹i vÞ trÝ cña Cluster tiÕp theo ®ã.

§o¹n ch-¬ng tr×nh sau ®©y minh häa c¸ch ®Þnh vÞ b¶ng FAT.

Vµo: SI : Sè Cluster ®-a vµo.

BiÕn FAT_type l-u lo¹i b¶ng FAT, nÕu bit 2 = 1 th× FAT

lµ 16 bit.

Ra: DX : Sè Cluster tiÕp theo.

16

®å ¸n tèt nghiÖp

Locate_Cluster proc

mov

test

je

ax,3

FAT_type,4

FAT_12

ax

inc

FAT_12:

mul

si

shr

ax,1

mov

test

jne

mov

test

bx,ax

dx,FAT_buff[bx]

FAT_type,4

FAT_16

cl,4

si,1

je

Chan

shr

dx,cl ; LÎ th× lÊy 12 bit cao

Chan:

and

dh,0F ; Ch½n th× lÊy 12 bit thÊp

FAT_16:

ret

Locate_Cluster endp

Mét vÝ dô vÒ phÇn ®Çu cña b¶ng FAT:

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0f

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e

0 F F F F 0 0 0 0 0 0 0 0 F F 0 0

0 8 F F F 3 0 4 0 5 0 6 0 F F 8 0

1 0 0 0 0 0 0 F F F F B 0 F F F F

0 9 0 A 0 B 0 F F F F 9 2 F F F F

17

®å ¸n tèt nghiÖp

Mçi entry trong b¶ng FAT nµy chiÕm 2 byte (FAT 16bit), 2

entry ®Çu tiªn cña b¶ng FAT nµy lµ gi¸ trÞ nhËn d¹ng ®Üa

(FFF8-FFFF), gi¸ trÞ cña Cluster 2 trá tíi Cluster 3, gi¸ trÞ cña

Cluster 3 l¹i trá tíi Cluster 4, ... cho ®Õn khi Cluster 6 cã gi¸ trÞ

FFFF, nghÜa lµ kÕt thóc File.

c. Root Directory.

Root Directory cßn ®-îc gäi lµ th- môc gèc, n»m ngay sau

FAT. Nã cã nhiÖm vô l-u gi÷ c¸c th«ng tin th- môc cña c¸c File

trªn ®Üa. Mçi File ®-îc ®Æc tr-ng bëi entry (®Çu vµo) trong Root

Offset KÝch th-íc

Néi dung

Tªn file ®-îc canh tr¸i

PhÇn më réng ®-îc canh tr¸i

Thuéc tÝnh file

+0h

+8h

8

3

+0Bh

+0Ch

+16h

1

0Ah

2

Dµnh riªng

Thêi gian t¹o lËp hay cËp nhËt lÇn

cuèi.

+18h

+1Ah

+1Ch

2

4

Ngµy th¸ng t¹o lËp hay cËp nhËt

lÇn cuèi.

Sè Cluster b¾t ®Çu cña file (trong

FAT).

KÝch th-íc file

Byte thuéc tÝnh cã ý nghÜa nh- sau:

7 6 5 4 3 2 1 0

=1: File chØ ®äc (Read Only)

=1: File Èn (Hidden)

18

®å ¸n tèt nghiÖp

=1: File hÖ thèng (System)

=1: Volume Label

=1: Sub Directory

=1: File ch-a ®-îc backup (thuéc tÝnh archive)

Ký tù ®Çu tiªn phÇn tªn file cã ý nghÜa nh- sau:

0

Entry cßn trèng, ch-a dïng

. (dÊu

chÊm)

DÊu hiÖu dµnh riªng cho DOS, dïng trong

cÊu tróc th- môc con

0E5h

Ký tù sigma nµy th«ng b¸o cho DOS biÕt

entry cña file nµy ®· bÞ xo¸.

Mét ký tù Entry nµy ®ang l-u gi÷ th«ng tin vÒ mét file

kh¸c nµo ®ã.

19

®å ¸n tèt nghiÖp

d. Partition Table.

Partition table cßn ®-îc gäi lµ Master Boot, l-u tr÷ t¹i Side 0,

khiÓn sau qu¸ tr×nh POST t-¬ng tù nh- ®èi víi Boot Sector trªn

®Üa mÒm. §o¹n m· nµy nh»m x¸c ®Þnh Partition nµo lµ ho¹t ®éng

®Ó ®äc Boot Sector cña Partition ®ã vµo 0:7C00 vµ trao quyÒn ®iÒu

khiÓn cho ®o¹n m· cña Boot Sector ®ã.

Partition Table b¾t ®Çu t¹i offset 1BEh, mçi Partition ®-îc

®Æc tr-ng b»ng mét entry 16 byte:

Offse Siz

Néi dung

t

e

+0

+1

+2

1 Cê hiÖu boot. 0= kh«ng active, 80h=active

1 Sè hiÖu cña Header b¾t ®Çu

2 Sec-Cyl: Sè hiÖu Sector-Cylinder b¾t ®Çu cña

Partition

+4

1 M· hÖ thèng: 0=unknown, 1=DOS FAT-12,4=DOS

FAT-16,...

+5

+6

1 Sè hiÖu cña Header kÕt thóc

2 Sec-Cyl: Sè hiÖu Sector-Cylinder kÕt thóc cña

Partition

+8

4 low-high: Sè Sector b¾t ®Çu t-¬ng ®èi

+0Ch 4 low-high: Tæng sè Sector trªn Partition

+10h

§Çu vµo cña mét Partition kh¸c, kÕt thóc b¶ng

Partition ph¶i lµ ch÷ ký cña hÖ ®iÒu hµnh: 0AA55h

20

®å ¸n tèt nghiÖp

3. C¸c t¸c vô truy xuÊt ®Üa.

a. Møc BIOS.

C¸c t¸c vô truy xuÊt ®Üa ë møc BIOS sö dông c¸ch tham chiÕu

®Þa chØ trªn ®Üa theo Cylinder, Side vµ Sector. C¸c chøc n¨ng nµy

®-îc thùc hiÖn th«ng qua ng¾t 13h, víi tõng chøc n¨ng con trong

thanh ghi AH. C¸c phôc vô c¨n b¶n nhÊt ®-îc m« t¶ nh- sau:

21

®å ¸n tèt nghiÖp

a1. Phôc vô 0: Reset ®Üa:

Vµo:

AH = 0

DL = Sè hiÖu ®Üa vËt lý (0-®Üa A, 1-®Üa B, ..., 80h-®Üa

cøng 1, 81h-®Üacøng 2,...)

Ra:

Thanh ghi AH chøa tr¹ng th¸i ®Üa (xem phôc vô 1)

Chøc n¨ng nµy dïng ®Ó reset l¹i ®Üa sau mét t¸c vô gÆp lçi.

Phôc vô nµy kh«ng t¸c ®éng lªn ®Üa, thay vµo ®ã nã buéc c¸c tr×nh

hç trî ®Üa cña ROM-BIOS ph¶i b¾t ®Çu l¹i tõ ®Çu trong lÇn truy

cËp ®Üa kÕ tiÕp b»ng c¸ch canh l¹i ®Çu ®äc/ghi cña æ ®Üa (®Þnh vÞ

®Çu ®äc t¹i track 0).

a2. Phôc vô 1: LÊy tr¹ng th¸i ®Üa.

Phôc vô 1 tr¶ vÒ tr¹ng th¸i ®Üa trong 8 bit cña thanh ghi AH.

Tr¹ng th¸i ®-îc duy tr× sau mçi thao t¸c ®Üa (®äc, ghi, kiÓm tra,

format). Nhê vËy c¸c tr×nh xö lý lçi cã thÓ lµm viÖc hoµn toµn ®éc

lËp víi c¸c tr×nh thao t¸c ®Üa. §iÒu nµy rÊt cã Ých nÕu chóng ta sö

dông DOS hay ng«n ng÷ lËp tr×nh ®Ó ®iÒu khiÓn ®Üa.

Vµo:

AH = 1

DL = Sè hiÖu ®Üa vËt lý (0-®Üa A, 1-®Üa B, ..., 80h-®Üa

cøng 1, 81h-®Üa cøng 2,...)

Ra:

AH chøa tr¹ng th¸i ®Üa.

Gi¸ trÞ

(hex)

ý nghÜa

00

Thµnh c«ng

22