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硬盘主引导扇区、分区表和分区引导扇区MBR、DPT、DBR、BPB详解
16页1、硬盘主引导扇区、分区表和分区引导扇区(MBR、DPT、DBR、BPB)详解硬盘的主引导扇区,分区表,分区引导扇区(MBR、DPT、DBR、BPB)是电脑BIOS自检完成后,操作系统开始引导系统前整个电脑运作过程中需要检查的重要参数,硬盘的主引导扇区,分区表,分区引导扇区(MBR、DPT、DBR、BPB)参数错误可能导致系统无法启动或存储的数据丢失,这片文章我们介绍一下硬盘的主引导扇区,分区表,分区引导扇区(MBR、DPT、DBR、BPB)的详细信息。 硬盘的0柱面、0磁头、1扇区称为主引导扇区(也叫主引导记录MBR),该记录占用512个字节,它用于硬盘启动时将系统控制权转给用户指定的、在分区表中登记了某个操作系统分区。MBR的内容是在硬盘分区时由分区软件(如FDISK)写入该扇区的,MBR不属于任何一个操作系统,不随操作系统的不同而不同,即使不同,MBR也不会夹带操作系统的性质,具有公共引导的特性。但安装某些多重引导功能的软件或LINUX的LILO时有可能改写它;它先于所有的操作系统被调入内存并发挥作用,然后才将控制权交给活动主分区内的操作系统(下图)。MBR由三部分构成:1主引导程序
2、代码,占446字节2硬盘分区表DPT,占64字节3主引导扇区结束标志AA55H 一、硬盘的主引导程序代码是从偏移0000H开始到偏移01BDH结束的446字节;主引导程序代码包括一小段执行代码。启动PC 机时,系统首先对硬件设备进行测试,成功后进入自举程序INT 19H;然后读系统磁盘0柱面、0磁头、1扇区的主引导扇区MBR的内容到内存指定单元0:7C00 首地址开始的区域,并执行MBR程序段。主引导代码实现下列功能:1扫描分区表查找活动分区;2寻找活动分区的起始扇区;3将活动分区的引导扇区读到内存;4执行引导扇区的运行代码。如果主引导代码未完成这些功能,系统显示下列错误信息:Invalid partition tableError loading operating systemMissing operating system二、硬盘分区表DPT是从偏移01BEH开始到偏移01FDH结束的64字节(下图);硬盘分区表分为四小部分,每一小部分表示一个分区的信息,占16字节。在这里我们可以看出,硬盘的总分区数为什么不能大于4。其中可激活分区数不得大于3,扩展分区数不得大于1,当前活动分区
3、数必须小于等于1。分区表的每一分区的第0个字节是自举标志,其值为80H时,表示该分区是当前活动分区,可引导,其值为00H时,表示该分区不可引导。第4字节是分区类型(下图)。每一分区的第1至第3字节是该分区起始地址。其中第1字节为起始磁头号(面号);第2字节的低6位为起始扇区号,高2位则为起始柱面号的高2位;第3字节为起始柱面号的低8位。因此,分区的起始柱面号是用10位二进制数表示的,最大值为210 = 1024,因逻辑柱面号从0开始计,故柱面号的显示最大值为1023。同理,用6位二进制数表示的扇区号不会超过26 - 1 = 63;用8位二进制数表示的磁头号不会超过28 - 1 = 255。每一分区的第5至第7字节表示分区的终止地址,各字节的释义与第1至第3字节相同。这里我们假设一种极端的情况:如果让第5至第7字节的所有二进制位都取1,就获得了柱面号、磁头号和扇区号所能表示的最大值,从而得到最大绝对扇区号为:1024 256 63 = 16,515,072这个扇区之前的所有物理扇区所包含的字节数为:16,515,072 512Bytes 8.46GB。由此可知硬盘的容量设计为什么会有8.
4、4GB这一档,分区表每一分区的第1至第3字节以及第5至第7字节的数据结构已经不能满足大于8.46GB的大容量硬盘的需要。考虑到向下兼容的需要,业界并未对从DOS时代就如此定义的硬盘分区表提出更改意见,否则改动所牵涉的面太广,会造成硬件和软件发展上的一个断层,几乎无法被业界和用户所接受。硬盘厂商解决这一问题的方法是定义了新的INT 13服务扩展标准。新的INT 13服务扩展标准不再使用操作系统的寄存器传递硬盘的寻址参数,而使用存储在操作系统内存里的地址包。地址包里保存的是64位LBA地址,如果硬盘支持LBA寻址,就把低28位直接传递给ATA接口,如果不支持,操作系统就先把LBA地址转换为CHS地址,再传递给ATA接口。通过这种方式,能实现在ATA总线基础上CHS寻址的最大容量是136.9 GB,而LBA寻址的最大容量是137.4GB。新的硬盘传输规范ATA 133规范又把28位可用的寄存器空间提高到48位,从而支持更大的硬盘。分区表每一分区的第8至第11字节表示该分区的起始相对扇区数(即该扇区之前的绝对扇区个数),高位在右,低位在左;第12至第15字节表示该分区实际占用的扇区数,也是高位
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