硬盘、分区引导和操作系统加载程序et

硬盘、分区引导和操作系统加载程序et Boot Sector 的具体结构如下图所示 (参见 NightOwl 大侠的文章): 0000 |------------------------------------------------| | | | | | Master Boot Record | | | | | | 主引导记录(446字节) | | | | | | | 01BD | | 01BE |------------------------------------------------| | | 01CD | 分区信息 1(16字节) | 01CE |------------------------------------------------| | | 01DD | 分区信息 2(16字节) | 01DE |------------------------------------------------| | | 01ED | 分区信息 3(16字节) | 01EE |------------------------------------------------| | | 01FD | 分区信息 4(16字节) | |------------------------------------------------| | 01FE | 01FF | | 55 | AA | |------------------------------------------------| 2. 分区表结构简介 分区表由四个分区项构成, 每一项的结构如下: BYTE State : 分区状态, 0 = 未激活, 0x80 = 激活 (注意此项) BYTE StartHead : 分区起始磁头号 WORD StartSC : 分区起始扇区和柱面号, 底字节的低6位为扇区号, 高2位为柱面号的第 9,10 位, 高字节为柱面号的低 8 位 BYTE Type : 分区类型, 如 0x0B = FAT32, 0x83 = Linux 等, 00 表示此项未用 BYTE EndHead : 分区结束磁头号 WORD EndSC : 分区结束扇区和柱面号, 定义同前 DWORD Relative : 在线性寻址方式下的分区相对扇区地址 (对于基本分区即为绝对地址) DWORD Sectors : 分区大小 (总扇区数) 注意: 在 DOS / Windows 系统下, 基本分区必须以柱面为单位划分 ( Sectors * Heads 个扇区), 如对于 CHS 为 764/255/63 的硬盘, 分区的 最小尺寸为 255 * 63 * 512 / 1048576 = 7.844 MB. 3. 扩展分区简介 由于主分区表中只能分四个分区, 无法满足需求, 因此了一种扩展 分区格式. 基本上说, 扩展分区的信息是以链表形式存放的, 但也有一些特 别的地方. 首先, 主分区表中要有一个基本扩展分区项, 所有扩展分区都隶属于它, 也就是说其他所有扩展分区的空间都必须包括在这个基本扩展分区中. 对于 DOS / Windows 来说, 扩展分区的类型为 0x05. 除基本扩展分区以外的其他所有扩展分区则以链表的形式级联存放, 后 一个扩展分区的数据项记录在前一个扩展分区的分区表中, 但两个扩展分区 的空间并不重叠. 扩展分区类似于一个完整的硬盘, 必须进一步分区才能使用. 但每个扩 展分区中只能存在一个其他分区. 此分区在 DOS/Windows 环境中即为逻辑盘. 因此每一个扩展分区的分区表 (同样存储在扩展分区的第一个扇区中)中最多 只能有两个分区数据项(包括下一个扩展分区的数据项). 扩展分区和逻辑盘的示意图如下: |-----------------------| -------- | 主扩展分区(/dev/hda2) | ^ |-----------------------| | | 扩 展 | 分区项 1 |-- | | |------------| | | | 分区表 | 分区项 2 |--+-- | |-----------------------| | | | | | | | | | 逻辑盘 1 (/dev/hda5) |<-/ | | | | | | |-----------------------| | 主 | 扩展分区 2 |<----/ |-----------------------| 扩 | 扩 展 | 分区项 1 |-- | |------------| | 展 | 分区表 | 分区项 2 |--+-- |-----------------------| | | 分 | | | | | 逻辑盘 2 (/dev/hda6) |<-/ | 区 | | | | |-----------------------| | | | 扩展分区 3 |<----/ | |-----------------------| | | 扩 展 | 分区项 1 |-- | | |------------| | | | 分区表 | 分区项 2 | | | |-----------------------| | | | | | | | 逻辑盘 3 (/dev/hda7) |<-/ | | | | |-----------------------| --------- 三. 系统启动过程简介 系统启动过程主要由一下几步组成(以硬盘启动为例): 1. 开机 :-) 2. BIOS 加电自检 ( Power On Self Test -- POST ) 内存地址为 0ffff:0000 3. 将硬盘第一个扇区 (0头0道1扇区, 也就是Boot Sector) 读入内存地址 0000:7c00 处. 4. 检查 (WORD) 0000:7dfe 是否等于 0xaa55, 若不等于 则转去尝试其他启动介质, 如果没有其他启动介质则显示 "No ROM BASIC" 然后死机. 5. 跳转到 0000:7c00 处执行 MBR 中的程序. 6. MBR 首先将自己复制到 0000:0600 处, 然后继续执行. 7. 在主分区表中搜索标志为活动的分区. 如果发现没有活动 分区或有不止一个活动分区, 则转停止. 8. 将活动分区的第一个扇区读入内存地址 0000:7c00 处. 9. 检查 (WORD) 0000:7dfe 是否等于 0xaa55, 若不等于则 显示 "Missing Operating System" 然后停止, 或尝试 软盘启动. 10. 跳转到 0000:7c00 处继续执行特定系统的启动程序. 11. 启动系统 ... 以上步骤中 2,3,4,5 步是由 BIOS 的引导程序完成. 6,7,8,9,10 步由MBR中的引导程序完成. 一般多系统引导程序 (如 SmartFDISK, BootStar, PQBoot 等) 都是将主引导记录替换成自己的引导程序, 在运行系统启动程序 之前让用户选择要启动的分区. 而某些系统自带的多系统引导程序 (如 lilo, NT Loader 等) 则可以将自己的引导程序放在系统所处分区的第一个扇区中, 在 Linux 中即为 SuperBlock (其实 SuperBlock 是两个扇区). 注: 以上各步骤中使用的是标准 MBR, 其他多系统引导程序的引导 过程与此不同.