磁盘分区

磁盘分区

磁盘分区的前提是磁盘初始化,然后才是磁盘分区,最后是格式化.

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磁盘初始化

格式化的话分为MBR和GPT

关于硬盘 : 硬盘内部硬件结构和工作原理详解

一个新的磁盘只是一个含有磁性记录材料(物理材料)的空白盘。磁盘从上往下分 磁面 磁道 扇区读写的时候读写同一个柱面的所有磁道.(先读写磁道(电子切换),然后再切换同一柱面的下一个磁道(机械切换),然后继续读写).在磁盘能存储数据之前，它必须分成扇区以便磁盘控制器能进行读和写操作，这个过程称为低级格式化（物理分区）。低级格式化为磁盘的每个扇区釆用特别的数据结构。每个扇区的数据结构通常由头、数据区域（通常为512B大小）和尾部组成。头部和尾部包含了一些磁盘控制器所使用的信息。就这样,磁盘分成了N个扇区.在扇区中(这里讲的是MBR初始化)硬盘主引导扇区 = 硬盘主引导记录（MBR）+ 硬盘分区表（DPT），一共是512个字节，其中MBR是446，分区表一共64字节，然后是2个字节的结束标志。引导扇区存储在硬盘的0磁面0道1扇区，也就是Boot Sector(启动扇区)。

MBR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

关于磁盘主引导记录 : 硬盘主引导扇区、分区表和分区引导扇区

1. 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。

1. 硬盘分区表DPT是从偏移01BEH开始到偏移01FDH结束的64字节

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，当前活动分区数必须小于等于1。分区表的每一小部分(分区)的第1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。

1. 主引导扇区的最后两个字节（偏移1FEH和偏移1FFH），其值为AA55H，它表示该扇区是个有效的引导扇区，可用来引导硬磁盘系统。

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分区及格式化

在windows

为了使用磁盘存储文件，操作系统还需要将自己的数据结构记录在磁盘上：第一步将磁盘分为由一个或多个柱面组成的分区（即我们熟悉的C盘、D盘等形式的分区）；分区以盘符的形式存在分区是将一个或多个柱面分成一部分,叫做一个分区第二步对物理分区进行逻辑格式化（创建文件系统)，操作系统将初始的文件系统数据结构存储到磁盘上，这些数据结构包括空闲和已分配的空间以及一个初始为空的目录。

在linux中

为了使用磁盘存储文件，操作系统还需要将自己的数据结构记录在磁盘上：第一步将磁盘分为由一个或多个柱面组成的分区；分区以文件的形式存在分区是将一个或多个柱面分成一部分,叫做一个分区http://blog.csdn.net/lovingprince/article/details/6118117    常见的硬盘一般分为三类。IDE硬盘，SCSI硬盘和SATA硬盘    对于IDE ,分为hda1 had2 hda3 hda4 hda5 ...    对于其他 ,分为sda1 ...第二步对物理分区进行逻辑格式化（创建文件系统)，操作系统将初始的文件系统数据结构存储到磁盘上，这些数据结构包括空闲和已分配的空间以及一个初始为空的目录。

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分区及格式化详解

1/为什么要分区?

2/什么是分区?

分区是将一个或多个柱面分成一部分,叫做一个分区

其中有主分区

其中有扩展分区,一个扩展分区会占用一个主分区的位置,其实扩展分区并不以文件形式存在
其中有逻辑分区,逻辑分区必须以扩展分区为基础,以文件形式存在

扩展分区并不是一个真实存在的分区，它只是内存管理链表中的一个指针，指示出那一块区域是扩展分区。上面也提到出现扩展分区的原因。所以一个扩展分区也是一个主分区。而通过在扩展分区中在划分逻辑分区对系统分区进行扩展。实际上所有的逻辑分区都是在一个分区类，只是逻辑上分开，这也是叫逻辑分区的原因。但对用户来说一切都是透明了，我们看起来系统中有很多分区。

在扩展分区里，逻辑分区的元数据被存储在一个链表结构中。如果一个环节丢失，该元数据之后的逻辑分区全部丢失。

3/可以分多少?

最多支持4个主分区
Linux最多支持63个IDE分区和15个SCSI分区???不是无数个么?

由于硬盘仅仅为分区表保留了64个字节的存储空间，而每个分区的参数占据16个字节，故主引导扇区中总计可以存储4个分区的数据。操作系统只允许存储4个分区的数据。所以为了建立更多的逻辑磁盘供操作系统使用，系统引入了扩展分区的概念）。如果你有三个主分区加一个扩展分区以及除此之外的空闲空间，在空闲空间之上你无法创立分区。

4/什么是格式化?

写入文件,就是格式化

包括向分区引导扇区DBR中写入BootLoader

可以向主分区或者逻辑分区中写入文件.

找主分区的时候,MBR直接通过查找活动分区找到
找逻辑分区的时候,MBR先找到扩展分区,然后再找到逻辑分区.

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系统启动流程

http://blog.csdn.net/langeldep/article/details/8788119

1/BIOS(在ROM中)
2/MBR(在初始化的磁盘中,主引导扇区)
3/BootLoader(在分区中,分区引导扇区)
4/内核镜像(在分区中,/boot目录)

1/电源键按下

2/BIOS启动,此时BIOS控制

3/BIOS将MBR载入内存并运行,此时MBR控制

4/MBR查找分区表,并将活动分区中的BootLoader载入内存并运行,此时BootLoader控制

5/BootLoader将内核载入内存并运行,此时内核控制

计算机主板的BIOS程序在自检通过后，会将MBR扇区整个读取到内存中，然后将执行权交给内存中MBR扇区的引导程序。引导程序首先会将自己整个搬到一个较为安全的地址中，目的是防止自己被随后读入的其它程序覆盖，因为引导程序一旦被破坏，就会引起计算机死机，从而无法正常引导系统。

系统下一步就会判断读入内存的MBR扇区的最后两个字节是否为“55AA”，如果不是则报错，在屏幕上会列出错误信息。如果是“55AA”,接下来引导程序会到4个分区表中查找是否有活动分区，如果有则判断活动分区的引导扇区在磁盘中的地址，并将该引导扇区(一般为活动分区的第一个扇区)读入内存及判断其合法性，如果是一个合法的引导扇区，随后的引导权就交给这个引导扇区去运行.该引导扇区中程序一般为(LILO,GRUB,NT Loader),这个时候启动的启动就交给了操作系统的引导程序来控制了。然后操作系统进行一系列的初始化，最后把系统交给系统内核进行管理。

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概念详解

BIOS
当电脑的电源打开，BIOS就会由主板上的闪存（flash memory）运行，并将芯片组和存储器子系统初始化。BIOS会把自己从闪存中，解压缩到系统的主存；并且从那边开始运行。PC的BIOS代码也包含诊断功能，以保证某些重要硬件组件，像是键盘、磁盘设备、输出输入端口等等，可以正常运作且正确地初始化。几乎所有的BIOS都可以选择性地运行CMOS存储器的设置程序；也就是保存BIOS会访问的用户自定义设置数据（时间、日期、硬盘细节，等等）。IBM技术参考手册中曾经包含早期PC和AT BIOS的80x86源代码。
现代的BIOS可以让用户选择由哪个设备引导电脑，如光盘驱动器、硬盘、软盘、USB U盘等等。这项功能对于安装操作系统、以LiveCD引导电脑、以及改变电脑找寻开机媒体的顺序特别有用。
有些BIOS系统允许用户可以选择要加载哪个操作系统（例如从第二颗硬盘加载其他操作系统），虽然这项功能通常是由第二阶段的开机管理程序（boot loader）来处理。

MBR
位于引导扇区存储在硬盘的0头0道1扇区，也就是Boot Sector.
硬盘主引导扇区 = 硬盘主引导记录（MBR）+ 硬盘分区表（DPT），一共是512个字节，其中MBR是446，分区表一共64字节，然后是2个字节的结束标志,这个标识也被陈恒为启动标示（Boot Signature），永远都是55和AA
我们的电脑磁盘出厂经 过初始化后，要想使用，就要对其进行分区，由于受MBR分区表的限制，最多分成4个主分区，如果想要更多的分区，那么可以分成3个主分区和1个扩展分区，其中的扩展分区进而分成多个逻辑分区。

硬盘主引导记录（MBR）:（引导不同的操作系统；不同操作系统，引导代码是不一样的）

BootLoader
用BootLoader看来引导用户选择哪个系统?可是BootLoader是和linux一起烧写进去的啊?
在/boot目录
首先区分一下“Bootloader”和“Monitor”的概念。严格来说，“Bootloader”只是引导设备并且执行主程序的固件；而“Monitor”还提供了更多的命令行接口，进行调试、读写内存、烧写Flash、配置环境变量等。“Monitor”在嵌入式系统开发过程中提供很好的调试功能，开发完成以后，就完全设置成了一个“Bootloader”。所以，习惯上把它们统称为Bootloader。

Bootloader Monitor 描述 X86 ARM PowerPC LILO 否 Linux磁盘引导程序 是 否 否 GRUB 否 GNU的LILO替代程序 是 否 否 Loadlin 否 从DOS引导Linux 是 否 否 ROLO 否 从ROM引导Linux而不需要BIOS 是 否 否 Etherboot 否 通过以太网卡启动Linux系统的固件 是 否 否 LinuxBIOS 否 完全替代BIOS的Linux引导程序 是 否 否 BLOB 否 LART等硬件平台的引导程序 否 是 否 Vivi 是 主要为S3C2410等三星处理器引导Linux 否 是 否 U-Boot 是 通用引导程序 是 是 是 RedBoot 是 基于eCos的引导程序 是 是 是

内核镜像

在/boot目录