utils/isohybrid.c

   1 /*
   2  * isohybrid.c: Post process an ISO 9660 image generated with mkisofs or
   3  * genisoimage to allow - hybrid booting - as a CD-ROM or as a hard
   4  * disk.
   5  *
   6  * This is based on the original Perl script written by H. Peter Anvin. The
   7  * rewrite in C is to avoid dependency on Perl on a system under installation.
   8  *
   9  * Copyright (C) 2010 P J P <pj.pandit@yahoo.co.in>
  10  *
  11  * isohybrid is a free software; you can redistribute it and/or modify it
  12  * under the terms of GNU General Public License as published by Free Software
  13  * Foundation; either version 2 of the license, or (at your option) any later
  14  * version.
  15  *
  16  * isohybrid is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
  17  * ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
  18  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU General Public License for
  19  * more details.
  20  *
  21  * You should have received a copy of the GNU General Public License along
  22  * with isohybrid; if not, see: <http://www.gnu.org/licenses>.
  23  *
  24  */
  25
  26 #include <err.h>
  27 #include <time.h>
  28 #include <ctype.h>
  29 #include <fcntl.h>
  30 #include <stdio.h>
  31 #include <alloca.h>
  32 #include <getopt.h>
  33 #include <signal.h>
  34 #include <stdlib.h>
  35 #include <string.h>
  36 #include <unistd.h>
  37 #include <sys/stat.h>
  38 #include <inttypes.h>
  39
  40 #include "isohybrid.h"
  41
  42 char *prog = NULL;
  43 extern int opterr, optind;
  44
  45 uint8_t mode = 0;
  46 enum { VERBOSE = 1 };
  47
  48 /* user options */
  49 uint16_t head = 64;             /* 1 <= head <= 256 */
  50 uint8_t sector = 32;            /* 1 <= sector <= 63  */
  51
  52 uint8_t entry = 1;              /* partition number: 1 <= entry <= 4 */
  53 uint8_t offset = 0;             /* partition offset: 0 <= offset <= 64 */
  54 uint16_t type = 0x17;           /* partition type: 0 <= type <= 255 */
  55 uint32_t id = 0;                /* MBR: 0 <= id <= 0xFFFFFFFF(4294967296) */
  56
  57 uint8_t hd0 = 0;                /* 0 <= hd0 <= 2 */
  58 uint8_t partok = 0;             /* 0 <= partok <= 1 */
  59
  60 uint16_t ve[16];
  61 uint32_t catoffset = 0;
  62 uint32_t c = 0, cc = 0, cs = 0;
  63
  64 /* boot catalogue parameters */
  65 uint32_t de_lba = 0;
  66 uint16_t de_seg = 0, de_count = 0, de_mbz2 = 0;
  67 uint8_t de_boot = 0, de_media = 0, de_sys = 0, de_mbz1 = 0;
  68
  69
  70 void
  71 usage(void)
  72 {
  73     printf("Usage: %s [OPTIONS] <boot.iso>\n", prog);
  74 }
  75
  76
  77 void
  78 printh(void)
  79 {
  80 #define FMT "%-18s %s\n"
  81
  82     usage();
  83
  84     printf("\n");
  85     printf("Options:\n");
  86     printf(FMT, "   -h <X>", "Number of default geometry heads");
  87     printf(FMT, "   -s <X>", "Number of default geometry sectors");
  88     printf(FMT, "   -e --entry", "Specify partition entry number (1-4)");
  89     printf(FMT, "   -o --offset", "Specify partition offset (default 0)");
  90     printf(FMT, "   -t --type", "Specify partition type (default 0x17)");
  91     printf(FMT, "   -i --id", "Specify MBR ID (default random)");
  92
  93     printf("\n");
  94     printf(FMT, "   --forcehd0", "Assume we are loaded as disk ID 0");
  95     printf(FMT, "   --ctrlhd0", "Assume disk ID 0 if the Ctrl key is pressed");
  96     printf(FMT, "   --partok", "Allow booting from within a partition");
  97
  98     printf("\n");
  99     printf(FMT, "   -? --help", "Display this help");
 100     printf(FMT, "   -v --verbose", "Display verbose output");
 101     printf(FMT, "   -V --version", "Display version information");
 102
 103     printf("\n");
 104     printf("Report bugs to <pj.pandit@yahoo.co.in>\n");
 105 }
 106
 107
 108 int
 109 check_option(int argc, char *argv[])
 110 {
 111     char *err = NULL;
 112     int n = 0, ind = 0;
 113
 114     const char optstr[] = ":h:s:e:o:t:i:fcp?vV";
 115     struct option lopt[] = \
 116     {
 117         { "entry", required_argument, NULL, 'e' },
 118         { "offset", required_argument, NULL, 'o' },
 119         { "type", required_argument, NULL, 't' },
 120         { "id", required_argument, NULL, 'i' },
 121
 122         { "forcehd0", no_argument, NULL, 'f' },
 123         { "ctrlhd0", no_argument, NULL, 'c' },
 124         { "partok", no_argument, NULL, 'p'},
 125
 126         { "help", no_argument, NULL, '?' },
 127         { "verbose", no_argument, NULL, 'v' },
 128         { "version", no_argument, NULL, 'V' },
 129
 130         { 0, 0, 0, 0 }
 131     };
 132
 133     opterr = mode = 0;
 134     while ((n = getopt_long_only(argc, argv, optstr, lopt, &ind)) != -1)
 135     {
 136         switch (n)
 137         {
 138         case 'h':
 139             head = strtoul(optarg, &err, 0);
 140             if (head < 1 || head > 256)
 141                 errx(1, "invalid head: `%s', 1 <= head <= 256", optarg);
 142             break;
 143
 144         case 's':
 145             sector = strtoul(optarg, &err, 0);
 146             if (sector < 1 || sector > 63)
 147                 errx(1, "invalid sector: `%s', 1 <= sector <= 63", optarg);
 148             break;
 149
 150         case 'e':
 151             entry = strtoul(optarg, &err, 0);
 152             if (entry < 1 || entry > 4)
 153                 errx(1, "invalid entry: `%s', 1 <= entry <= 4", optarg);
 154             break;
 155
 156         case 'o':
 157             offset = strtoul(optarg, &err, 0);
 158             if (*err || offset > 64)
 159                 errx(1, "invalid offset: `%s', 0 <= offset <= 64", optarg);
 160             break;
 161
 162         case 't':
 163             type = strtoul(optarg, &err, 0);
 164             if (*err || type > 255)
 165                 errx(1, "invalid type: `%s', 0 <= type <= 255", optarg);
 166             break;
 167
 168         case 'i':
 169             id = strtoul(optarg, &err, 0);
 170             if (*err)
 171                 errx(1, "invalid id: `%s'", optarg);
 172             break;
 173
 174         case 'f':
 175             hd0 = 1;
 176             break;
 177
 178         case 'c':
 179             hd0 = 2;
 180             break;
 181
 182         case 'p':
 183             partok = 1;
 184             break;
 185
 186         case 'v':
 187             mode |= VERBOSE;
 188             break;
 189
 190         case 'V':
 191             printf("%s version %s\n", prog, VERSION);
 192             exit(0);
 193
 194         case ':':
 195             errx(1, "option `-%c' takes an argument", optopt);
 196
 197         default:
 198         case '?':
 199             if (optopt)
 200                 errx(1, "invalid option `-%c', see --help", optopt);
 201
 202             printh();
 203             exit(0);
 204         }
 205     }
 206
 207     return optind;
 208 }
 209
 210
 211 uint16_t
 212 lendian_short(const uint16_t s)
 213 {
 214     uint16_t r = 1;
 215
 216     if (*(uint8_t *)&r)
 217         return s;
 218
 219     r = (s & 0x00FF) << 8 | (s & 0xFF00) >> 8;
 220
 221     return r;
 222 }
 223
 224
 225 uint32_t
 226 lendian_int(const uint32_t s)
 227 {
 228     uint32_t r = 1;
 229
 230     if (*(uint8_t *)&r)
 231         return s;
 232
 233     r = (s & 0x000000FF) << 24 | (s & 0xFF000000) >> 24
 234         | (s & 0x0000FF00) << 8 | (s & 0x00FF0000) >> 8;
 235
 236     return r;
 237 }
 238
 239
 240 int
 241 check_banner(const uint8_t *buf)
 242 {
 243     static const char banner[] = "\0CD001\1EL TORITO SPECIFICATION\0\0\0\0" \
 244         "\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0" \
 245         "\0\0\0\0\0";
 246
 247     if (!buf || memcmp(buf, banner, sizeof(banner) - 1))
 248         return 1;
 249
 250     buf += sizeof(banner) - 1;
 251     memcpy(&catoffset, buf, sizeof(catoffset));
 252
 253     catoffset = lendian_int(catoffset);
 254
 255     return 0;
 256 }
 257
 258
 259 int
 260 check_catalogue(const uint8_t *buf)
 261 {
 262     int i = 0;
 263
 264     for (i = 0, cs = 0; i < 16; i++)
 265     {
 266         ve[i] = 0;
 267         memcpy(&ve[i], buf, sizeof(ve[i]));
 268
 269         ve[i] = lendian_short(ve[i]);
 270
 271         buf += 2;
 272         cs += ve[i];
 273
 274         if (mode & VERBOSE)
 275             printf("ve[%d]: %d, cs: %d\n", i, ve[i], cs);
 276     }
 277     if ((ve[0] != 0x0001) || (ve[15] != 0xAA55) || (cs & 0xFFFF))
 278         return 1;
 279
 280     return 0;
 281 }
 282
 283
 284 int
 285 read_catalogue(const uint8_t *buf)
 286 {
 287     memcpy(&de_boot, buf++, 1);
 288     memcpy(&de_media, buf++, 1);
 289
 290     memcpy(&de_seg, buf, 2);
 291     de_seg = lendian_short(de_seg);
 292     buf += 2;
 293
 294     memcpy(&de_sys, buf++, 1);
 295     memcpy(&de_mbz1, buf++, 1);
 296
 297     memcpy(&de_count, buf, 2);
 298     de_count = lendian_short(de_count);
 299     buf += 2;
 300
 301     memcpy(&de_lba, buf, 4);
 302     de_lba = lendian_int(de_lba);
 303     buf += 4;
 304
 305     memcpy(&de_mbz2, buf, 2);
 306     de_mbz2 = lendian_short(de_mbz2);
 307     buf += 2;
 308
 309     if (de_boot != 0x88 || de_media != 0
 310         || (de_seg != 0 && de_seg != 0x7C0) || de_count != 4)
 311         return 1;
 312
 313     return 0;
 314 }
 315
 316
 317 void
 318 display_catalogue(void)
 319 {
 320     printf("de_boot: %hhu\n", de_boot);
 321     printf("de_media: %hhu\n", de_media);
 322     printf("de_seg: %hu\n", de_seg);
 323     printf("de_sys: %hhu\n", de_sys);
 324     printf("de_mbz1: %hhu\n", de_mbz1);
 325     printf("de_count: %hu\n", de_count);
 326     printf("de_lba: %u\n", de_lba);
 327     printf("de_mbz2: %hu\n", de_mbz2);
 328 }
 329
 330
 331 int
 332 initialise_mbr(uint8_t *mbr)
 333 {
 334     int i = 0;
 335     uint32_t psize = 0, tmp = 0;
 336     uint8_t ptype = 0, *rbm = mbr;
 337     uint8_t bhead = 0, bsect = 0, bcyle = 0;
 338     uint8_t ehead = 0, esect = 0, ecyle = 0;
 339
 340     extern unsigned char isohdpfx[][MBRSIZE];
 341
 342     memcpy(mbr, &isohdpfx[hd0 + 3 * partok], MBRSIZE);
 343     mbr += MBRSIZE;                                 /* offset 432 */
 344
 345     tmp = lendian_int(de_lba * 4);
 346     memcpy(mbr, &tmp, sizeof(tmp));
 347     mbr += sizeof(tmp);                             /* offset 436 */
 348
 349     tmp = 0;
 350     memcpy(mbr, &tmp, sizeof(tmp));
 351     mbr += sizeof(tmp);                             /* offset 440 */
 352
 353     tmp = lendian_int(id);
 354     memcpy(mbr, &tmp, sizeof(tmp));
 355     mbr += sizeof(tmp);                             /* offset 444 */
 356
 357     mbr[0] = '\0';
 358     mbr[1] = '\0';
 359     mbr += 2;                                       /* offset 446 */
 360
 361     ptype = type;
 362     psize = c * head * sector - offset;
 363
 364     bhead = (offset / sector) % head;
 365     bsect = (offset % sector) + 1;
 366     bcyle = offset / (head * sector);
 367
 368     bsect += (bcyle & 0x300) >> 2;
 369     bcyle  &= 0xFF;
 370
 371     ehead = head - 1;
 372     esect = sector + (((cc - 1) & 0x300) >> 2);
 373     ecyle = (cc - 1) & 0xFF;
 374
 375     for (i = 1; i <= 4; i++)
 376     {
 377         memset(mbr, 0, 16);
 378         if (i == entry)
 379         {
 380             mbr[0] = 0x80;
 381             mbr[1] = bhead;
 382             mbr[2] = bsect;
 383             mbr[3] = bcyle;
 384             mbr[4] = ptype;
 385             mbr[5] = ehead;
 386             mbr[6] = esect;
 387             mbr[7] = ecyle;
 388
 389             tmp = lendian_int(offset);
 390             memcpy(&mbr[8], &tmp, sizeof(tmp));
 391
 392             tmp = lendian_int(psize);
 393             memcpy(&mbr[12], &tmp, sizeof(tmp));
 394         }
 395         mbr += 16;
 396     }
 397     mbr[0] = 0x55;
 398     mbr[1] = 0xAA;
 399     mbr += 2;
 400
 401     return mbr - rbm;
 402 }
 403
 404
 405 void
 406 display_mbr(const uint8_t *mbr, size_t len)
 407 {
 408     unsigned char c = 0;
 409     unsigned int i = 0, j = 0;
 410
 411     printf("sizeof(MBR): %zu bytes\n", len);
 412     for (i = 0; i < len; i++)
 413     {
 414         if (!(i % 16))
 415             printf("%04d ", i);
 416
 417         if (!(i % 8))
 418             printf(" ");
 419
 420         c = mbr[i];
 421         printf("%02x ", c);
 422
 423         if (!((i + 1) % 16))
 424         {
 425             printf(" |");
 426             for (; j <= i; j++)
 427                 printf("%c", isprint(mbr[j]) ? mbr[j] : '.');
 428             printf("|\n");
 429         }
 430     }
 431 }
 432
 433
 434 int
 435 main(int argc, char *argv[])
 436 {
 437     int i = 0;
 438     FILE *fp = NULL;
 439     struct stat isostat;
 440     uint8_t *buf = NULL, *bufz = NULL;
 441     int cylsize = 0, frac = 0, padding = 0;
 442
 443     prog = strcpy(alloca(strlen(argv[0]) + 1), argv[0]);
 444     i = check_option(argc, argv);
 445     argc -= i;
 446     argv += i;
 447
 448     if (!argc)
 449     {
 450         usage();
 451         return 1;
 452     }
 453     srand(time(NULL) << (getppid() << getpid()));
 454
 455     if (!(fp = fopen(argv[0], "r+")))
 456         err(1, "could not open file `%s'", argv[0]);
 457     if (fseek(fp, 17 * 2048, SEEK_SET))
 458         err(1, "%s: seek error - 1", argv[0]);
 459
 460     bufz = buf = calloc(BUFSIZE, sizeof(char));
 461     if (fread(buf, sizeof(char), BUFSIZE, fp) != BUFSIZE)
 462         err(1, "%s", argv[0]);
 463
 464     if (check_banner(buf))
 465         errx(1, "%s: could not find boot record", argv[0]);
 466
 467     if (mode & VERBOSE)
 468         printf("catalogue offset: %d\n", catoffset);
 469
 470     if (fseek(fp, catoffset * 2048, SEEK_SET))
 471         err(1, "%s: seek error - 2", argv[0]);
 472
 473     buf = bufz;
 474     memset(buf, 0, BUFSIZE);
 475     if (fread(buf, sizeof(char), BUFSIZE, fp) != BUFSIZE)
 476         err(1, "%s", argv[0]);
 477
 478     if (check_catalogue(buf))
 479         errx(1, "%s: invalid boot catalogue", argv[0]);
 480
 481     buf += sizeof(ve);
 482     if (read_catalogue(buf))
 483         errx(1, "%s: unexpected boot catalogue parameters", argv[0]);
 484
 485     if (mode & VERBOSE)
 486         display_catalogue();
 487
 488     if (fseek(fp, (de_lba * 2048 + 0x40), SEEK_SET))
 489         err(1, "%s: seek error - 3", argv[0]);
 490
 491     buf = bufz;
 492     memset(buf, 0, BUFSIZE);
 493     if (fread(buf, sizeof(char), 4, fp) != 4)
 494         err(1, "%s", argv[0]);
 495
 496     if (memcmp(buf, "\xFB\xC0\x78\x70", 4))
 497         errx(1, "%s: boot loader does not have an isolinux.bin hybrid " \
 498                  "signature. Note that isolinux-debug.bin does not support " \
 499                  "hybrid booting", argv[0]);
 500
 501     if (stat(argv[0], &isostat))
 502         err(1, "%s", argv[0]);
 503
 504     cylsize = head * sector * 512;
 505     frac = isostat.st_size % cylsize;
 506     padding = (frac > 0) ? cylsize - frac : 0;
 507
 508     if (mode & VERBOSE)
 509         printf("imgsize: %zu, padding: %d\n", (size_t)isostat.st_size, padding);
 510
 511     cc = c = (isostat.st_size + padding) / cylsize;
 512     if (c > 1024)
 513     {
 514         warnx("Warning: more than 1024 cylinders: %d", c);
 515         warnx("Not all BIOSes will be able to boot this device");
 516         cc = 1024;
 517     }
 518
 519     if (!id)
 520     {
 521         if (fseek(fp, 440, SEEK_SET))
 522             err(1, "%s: seek error - 4", argv[0]);
 523
 524         if (fread(&id, 1, 4, fp) != 4)
 525             err(1, "%s: read error", argv[0]);
 526
 527         id = lendian_int(id);
 528         if (!id)
 529         {
 530             if (mode & VERBOSE)
 531                 printf("random ");
 532             id = rand();
 533         }
 534     }
 535     if (mode & VERBOSE)
 536         printf("id: %u\n", id);
 537
 538     buf = bufz;
 539     memset(buf, 0, BUFSIZE);
 540     i = initialise_mbr(buf);
 541
 542     if (mode & VERBOSE)
 543         display_mbr(buf, i);
 544
 545     if (fseek(fp, 0, SEEK_SET))
 546         err(1, "%s: seek error - 5", argv[0]);
 547
 548     if (fwrite(buf, sizeof(char), i, fp) != (size_t)i)
 549         err(1, "%s: write error - 1", argv[0]);
 550
 551     if (padding)
 552     {
 553         if (fsync(fileno(fp)))
 554             err(1, "%s: could not synchronise", argv[0]);
 555
 556         if (ftruncate(fileno(fp), isostat.st_size + padding))
 557             err(1, "%s: could not add padding bytes", argv[0]);
 558     }
 559
 560     free(buf);
 561     fclose(fp);
 562
 563     return 0;
 564 }