作者： zhy2111314
來自： LinuxSir.Org ouc.edu.cn
摘要： 本文是理論性文檔，主要講述系統引導過程以及硬盤的物理結構；
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正文
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一、系統引導過程簡介
系統引導過程主要由以下幾個步驟組成(以硬盤啓動爲例)
1、 開機;
2、 BIOS加電自檢(POST---Power On Self Test),內存地址爲0fff:0000;
3、 將硬盤第一個扇區(0頭0道1扇區,也就是Boot Sector)讀入內存地址0000:7c00處;
4、 檢查(WORD)0000:7dfe是否等於0xaa55.若不等於則轉去嘗試其他介質;如果沒有其他啓動介質,則顯示 ”No ROM BASIC” ,然後死機;
5、 跳轉到0000:7c00處執行MBR中的程序;
6、 MBR先將自己複製到0000:0600處,然後繼續執行;
7、 在主分區表中搜索標誌爲活動的分區.如果發現沒有活動分區或者不止一個活動分區,則停止;
8、 將活動分區的第一個扇區讀入內存地址0000:7c00處;
9、 檢查(WORD)0000:7dfe是否等於0xaa55,若不等於則顯示 “Missing Operating System”,然後停止,或嘗試軟盤啓動;
10、 跳轉到0000:7c00處繼續執行特定系統的啓動程序;
11、 啓動系統. 以上步驟中(2),(3),(4),(5)步由BIOS的引導程序完成;(6),(7),(8),(9),(10)步由MBR中的引導程序完成.
一般多系統引導程序(如Smart Boot Manager, BootStar, PQBoot等)都是將標準主引導記錄替換成自己的引導程序,在運行系統啓動程序之前讓用戶選擇想要啓動的分區.而某些系統自帶的多系統引導程序(如 LILO,NT Loader等)則可以將自己的引導程序放在系統所處分區的第一個扇區中,在Linux中即爲兩個扇區的SuperBlock. 注：以上步驟中使用的是標準的MBR,多系統引導程序的引導過程與此不同.
二、硬盤結構及參數
3D參數(Disk Geometry):CHS(Cylinder/Head/Sector) C-Cylinder柱面數表示硬盤每面盤片上有幾條磁道,最大爲1024(用10個二進制位存儲);H-Head磁頭數表示硬盤總共有幾個磁頭,也就是幾面盤片,最大爲256(用8個二進制位存儲);S-Sector扇區數表示每條磁道上有幾個扇區,最大爲63(用6個二進制位存儲).
1、引導扇區
Boot Sector組成
Boot Sector也就是硬盤的第一個扇區,它由MBR(Master Boot Record), DPT(Disk Partition Table) 和 Boot Record ID三部分組成. MBR又稱爲主引導記錄,佔用Boot Sector的前446個字節(0~0x1BD),存放系統主引導程序(它負責從活動分區中裝載並且運行系統引導程序). DPT即主分區表佔用64個字節(0x1BE~0x1FD),記錄磁盤的基本分區信息.主分區表分爲四個分區項,每項16個字節,分別記錄每個主分區的信息(因此最多可以有四個主分區). Boot Record ID即引導區標記佔用兩個字節(0x1FE~0x1FF),對於合法引導區,它等於0xaa55,這是判別引導區是否合法的標誌). Boot Secor具體結構如圖：
來自： LinuxSir.Org ouc.edu.cn
摘要： 本文是理論性文檔，主要講述系統引導過程以及硬盤的物理結構；
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正文
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一、系統引導過程簡介
系統引導過程主要由以下幾個步驟組成(以硬盤啓動爲例)
1、 開機;
2、 BIOS加電自檢(POST---Power On Self Test),內存地址爲0fff:0000;
3、 將硬盤第一個扇區(0頭0道1扇區,也就是Boot Sector)讀入內存地址0000:7c00處;
4、 檢查(WORD)0000:7dfe是否等於0xaa55.若不等於則轉去嘗試其他介質;如果沒有其他啓動介質,則顯示 ”No ROM BASIC” ,然後死機;
5、 跳轉到0000:7c00處執行MBR中的程序;
6、 MBR先將自己複製到0000:0600處,然後繼續執行;
7、 在主分區表中搜索標誌爲活動的分區.如果發現沒有活動分區或者不止一個活動分區,則停止;
8、 將活動分區的第一個扇區讀入內存地址0000:7c00處;
9、 檢查(WORD)0000:7dfe是否等於0xaa55,若不等於則顯示 “Missing Operating System”,然後停止,或嘗試軟盤啓動;
10、 跳轉到0000:7c00處繼續執行特定系統的啓動程序;
11、 啓動系統. 以上步驟中(2),(3),(4),(5)步由BIOS的引導程序完成;(6),(7),(8),(9),(10)步由MBR中的引導程序完成.
一般多系統引導程序(如Smart Boot Manager, BootStar, PQBoot等)都是將標準主引導記錄替換成自己的引導程序,在運行系統啓動程序之前讓用戶選擇想要啓動的分區.而某些系統自帶的多系統引導程序(如 LILO,NT Loader等)則可以將自己的引導程序放在系統所處分區的第一個扇區中,在Linux中即爲兩個扇區的SuperBlock. 注：以上步驟中使用的是標準的MBR,多系統引導程序的引導過程與此不同.
二、硬盤結構及參數
3D參數(Disk Geometry):CHS(Cylinder/Head/Sector) C-Cylinder柱面數表示硬盤每面盤片上有幾條磁道,最大爲1024(用10個二進制位存儲);H-Head磁頭數表示硬盤總共有幾個磁頭,也就是幾面盤片,最大爲256(用8個二進制位存儲);S-Sector扇區數表示每條磁道上有幾個扇區,最大爲63(用6個二進制位存儲).
1、引導扇區
Boot Sector組成
Boot Sector也就是硬盤的第一個扇區,它由MBR(Master Boot Record), DPT(Disk Partition Table) 和 Boot Record ID三部分組成. MBR又稱爲主引導記錄,佔用Boot Sector的前446個字節(0~0x1BD),存放系統主引導程序(它負責從活動分區中裝載並且運行系統引導程序). DPT即主分區表佔用64個字節(0x1BE~0x1FD),記錄磁盤的基本分區信息.主分區表分爲四個分區項,每項16個字節,分別記錄每個主分區的信息(因此最多可以有四個主分區). Boot Record ID即引導區標記佔用兩個字節(0x1FE~0x1FF),對於合法引導區,它等於0xaa55,這是判別引導區是否合法的標誌). Boot Secor具體結構如圖：
2、分區表結構簡介
分區表由四個分區項構成,每一項結構如下:
BYTE State:分區狀態,0=未激活,0x80=激活(注意此項);
BYTE StartHead:分區起始磁頭號;
WORD StartSC:分區起始扇區和柱面號,底字節的底6位爲扇區號,高2位爲柱面號的第9,10位,高字節爲柱面號的低8位;
BYTE Type:分區類型,如0x0B=FAT32,0x83=Linux等,00表示此項未用;
BYTE EndHead:分區結束磁頭號;
WORD EndSC:分區結束扇區和柱面號,定義同前;
DWORD Relative:在線性尋址方式下的分區相對扇區地址(對於基本分區即爲絕對地址);
DWORD Sectors:分區大小(總扇區數).
在DOS或Windows系統下,基本分區必須以柱面爲單位劃分(Sectors*Heads個扇區),如對於CHS爲764/256/63的硬盤,分區的最小尺寸爲256*63*512/1048576=7.875MB.
由於硬盤的第一個扇區已經被引導扇區佔用,所以一般來說,硬盤的第一個磁道(0頭0道)的其餘62個扇區是不會被分區佔用的.某些分區軟件甚至將第一個柱面全部空出來. 擴展分區結構如圖：
