无忧启动论坛

标题: 入门-我的无忧启动，磁盘数据结构，分区表，MBR，fbinst [打印本页]

作者: forumuser 时间: 2010-8-29 11:13
标题: 入门-我的无忧启动，磁盘数据结构，分区表，MBR，fbinst
   最近在无忧启动论坛泡了多个小时，深感入门之艰难。为了方便如我这样的。。。。。故总结一篇入门的帖子。也请高手们有空指出错误，让后来者少走弯路。另外，现在有计算机、网络，比原来到图书馆、书店找书方便多了。需要的是善用搜索，并静下心来。。。
可以google一下以下网页文章的（部分）标题，比如：“硬盘结构，主引导记录MBR，硬盘分区表DPT，主分区、扩展分区和逻辑分区”，能得到很多。。。
以下内容多是引用先辈高人在网上发布的文章，先在此给予崇高的敬意并衷心感谢！
注：
（一）、容量计算（这里计算容量单位按计算机的1K=1024计算；厂商是按1K=1000计算的，数据用括号区别，厂商这样计算显得容量偏大，提高忽悠你的几率）；1KB=1024Byte=8192Bit=8Kb，注意Byte与bit的区别，任天堂8位游戏机ROM卡的容量经常忽悠人的，呵呵！
（二）、扇区上的字节是按左边低位，右边高位的顺序排列的。多字节（Byte）的数据是低位在前，高位在后；所以在取值时，需要把字节再反一下，让高位字节在左边，低位字节在右边。
（三）、MBR是由分区程序（如Fdisk）所产生的，它不依赖任何操作系统，而且硬盘引导程序也是可以改变的。
（四）、扇区号从1开始，所以其范围是1扇区-- 63扇区，扇区的最大数是63，1个扇区容量为512Byte。
相关软件下载在2楼底部。
请各高人不吝赐教，解答一下3楼的问题（不定期更新），谢谢！

磁盘柱面、磁头、扇区(Cylinder、Head、Sector)及容量限制

http://topic.csdn.net/u/20071223/00/843143e1-6ebb-4971-bf2d-aeb763a59b29.html
这里人多，问个技术问题，关于硬盘的访问模式问题，关于LBA的问题

   硬盘的chs模式是指chs(Cylinder/Head/Sector)模式，很久以前, 硬盘的容量还非常小的时候, 人们采用与软盘类似的结构生产硬盘. 也就是硬盘盘片的每一条磁道都具有相同的扇区数. 由此产生了所谓的3D参数 (Disk Geometry). 既磁头数(Heads), 柱面数(Cylinders), 扇区数(Sectors per track),以及相应的寻址方式.
为了进一步提高硬盘容量, 人们改用等密度结构生产硬盘. 也就是说,外圈磁道的扇区比内圈磁道多. 采用这种结构后, 硬盘不再具有实际的3D参数, 寻址方式也改为线性寻址, 即以扇区为单位进行寻址.
   为了与使用3D寻址的老软件兼容 (如使用BIOS Int13H接口的软件), 在硬盘控制器内部安装了一个地址翻译器, 由它负责将老式3D参数翻译成新的线性参数. 这也是为什么现在硬盘的3D参数可以有多种选择的原因 (不同的工作模式, 对应不同的3D参数,如 LBA, LARGE, NORMAL). CHS模式只能识别大硬盘的前面（8.456GB），LBA使用的线性寻址，突破了1024柱面的限制，能访问8G以外的空间了。
   盘容量目前早已远远超过了当年（8.456GB）的极限，为了超越这个容量限制，人们又定义了新的扩展INT 13 。新的INT 13 不使用操作系统的寄存器传递硬盘的寻址参数，它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，在ATA总线基础上CHS寻址最大容量是（136.9GB），而LBA 寻址最大容量是128GB（137.4GB）。

INT 13管理：数据的开始地址被写到3个8位寄存器里（柱面低位寄存器，柱面高位/扇区寄存器，磁头寄存器），柱面地址是10位（柱面低位寄存器占用8位、柱面高位寄存器占用2位），扇区地址为6位（8位－已经被计算过的高位寄存器的2位）。磁头寄存器为8位。因此如果这样的话：柱面的最大数是1024（2的10次方），磁头的最大数是256（2的8次方），扇区的最大数是63（2的6次方-1)。所以，通过INT 13管理能寻址的扇区数是16,515,072 (1,024x256x63)。一扇区是512字节，也就是说如果以CHS寻址方式，IDE硬盘的最大容量为（8.456GB）。LBA寻址方式能寻址的扇区数是16,777,216(1024x256x64)，这时IDE硬盘的最大容量为8GB（8.601GB）。

http://baike.baidu.com/view/1329184.html?fromTaglist
硬盘容量限制

http://www.cuan.cn/blogs/WebPostDetail.aspx?accountname=admin&PostGuid=e94d0f2cf6d54e2784c5822bc1ff0211
硬盘容量限制变化历史

磁盘数据结构、主引导扇区、主引导记录MBR、硬盘分区表DPT

http://hi.baidu.com/gilbertjuly/blog/item/4db71f352101d0bbd1a2d3e1.html
硬盘结构，主引导记录MBR，硬盘分区表DPT，主分区、扩展分区和逻辑分区，电脑启动过程
文末的reference参考文件有链接，想深入了解的话非常值得一看

主引导扇区（master boot sector）的结构
它是硬盘的第一个扇区（0柱0面1扇区）, 由主引导程序（masterboot record简称mbr），硬盘分区表（disk partition table简称dpt ）和结束标识三部分组成。其结构如下
1、偏移0h~1bdh 主引导程序（占446个字节，但实际可能并没有到这么多的字节）
2、偏移1beh~1fdh 硬盘分区表（占64个字节，每个分区项占16个字节，最多可容纳4个分区项
3、偏移1feh~1ffh 结束标识（占2个字节，结束标志，总为55h aah）

分区表上有四项，每一项表示一个分区，所以一个分区表最多只能表示4个分区。主分区表上的4项用来表示主分区和扩展分区的信息。因为扩展分区最多只能有一个，所以硬盘最多可以有四个主分区或者三个主分区，一个扩展分区（扩展分区是特殊的主分区）。另：逻辑区都是位于扩展分区里面的，并且逻辑分区的个数没有限制。

每个分区项的详细含义，假设一个分区占用的16个字节被标为00h~0fh
00h 引导标识字节，其值只能为00h或80h，为00h时表示该分区不可引导，为80h时表示该分区可用于引导。
01h 分区起始磁头号
02h 其高2位为分区起始柱面号的高位，低6位为分区起始扇区号
03h 分区起始柱面号的低8位
04h 分区系统标志
05h 分区结束磁头号
06h 其高2位为分区结束柱面号的高位，低6位为分区结束扇区号
07h 分区结束柱面号的低位
08h~0bh 此4个字节为在线性寻址方式下的该分区的首扇区地址（从0开始计的扇区线性绝对地址，或者说是表示该分区起点之前已用了的扇区数）。当分区大于8G时，扩展int13h是通过该信息进行寻址的，可以发现在这种方式下寻址最多可访问的空间为：ffffffffh扇区×512B/扇=2048G，也就是说用扩展int13h最大可以访问的空间为2048G。
0ch~0fh 此4个字节为以扇区为单位的该分区大小（总扇区数）。

http://wenda.tianya.cn/wenda/thread?tid=52182293f34ef3a7
所有硬盘分区表结构是否一致

http://www.vckbase.com/document/viewdoc/?id=443
深入浅出硬盘分区表

文中：二.分区表的结构
注意4、分区表所在扇区通常在（0磁头，1扇区），而该分区的开始扇区通常位于（1磁头，1扇区），中间隔了63 个隐藏扇区。
个人认为应该是“中间隔了62 个隐藏扇区”。

http://www.45it.com/Article/pc120/dish/200706/16375.htm
硬盘维修基础：分区表结构

http://blog.chinaunix.net/u1/40527/showart_1389273.html
分区表结构分析及应用

http://wapedia.mobi/zh/%E9%82%8F%E8%BC%AF%E5%8D%80%E5%A1%8A%E4%BD%8D%E5%9D%80
逻辑区块地址

http://bbs.wuyou.net/forum.php?mod=viewthread&tid=150449&extra=&page=1
[解决] 引导扇区、启动扇区与mbr的区别与联系 -------本论坛的详解

分区表数据

在DiskGenius里面显示：磁头数255（编号0～254），每磁道扇区数63（编号1～63），因此我认为一般分区软件是这样处理的：磁头数、每磁道扇区数固定，柱面数因磁盘容量不同而改变。
主引导记录及保留扇区为：0柱面0磁头1～63扇区，共31.5KB容量，一般可以对该处2～63扇区进行DIM（Do it myself），
第1主分区开始于0柱面1磁头1扇区，结束于n柱面254磁头63扇区，
第2主分区（如果有3、4主分区应该类似）开始于n+1柱面0磁头1扇区，结束于m柱面254磁头63扇区，
扩展分区内的前63扇区也应该类似于主引导记录及保留扇区，第1逻辑分区、第2逻辑分区（如果有第3、4、5、6、7...逻辑分区应该类似第2逻辑分区）的开始、结束位置应该类似于1、2主分区。
用分区软件调整分区容量时，一般最小的变化单位应该是1个柱面，即255×63×512=8225280Byte，7.844238281M，共16065扇区。
当然也可以用软件精确调整到每个扇区，比如diskgen。fbinst强行格式化后的磁盘，第1主分区位于UD分区之后。

注意！硬盘如有重要数据，在备份数据前请勿随意使用硬盘分区工具！

上图硬盘的主引导扇区数据（winhex菜单-工具-打开磁盘。为什么我不能上传附件呢？明明把图片从99.8KB弄成了98.5KB?）

winhex左下角的扇区数：斜线左边是扇区编号，从0开始（这个是当前扇区的LBA线性绝对地址？）；右边是磁盘总扇区数，数值为最后一个扇区编号+1。

图中下部浅蓝色标注部分为第二分区的信息，共16个字节
00 00 C1 FF 07 FE FF FF 28 58 7D 02 D8 A8 71 0D
其中的08h~0bh ：28 58 7D 02，为在线性寻址方式下的该分区的首扇区地址（或该分区起点之前已用了的扇区数），
16进制数据为：027D5828，换算为10进制为（可以用windows的计算器试试！winhex数据解释器也有显示！）：41769000，如下图

（2010-09-03 继续）
第二分区的信息，共16个字节：00 00 C1 FF 07 FE FF FF 28 58 7D 02 D8 A8 71 0D

02h~03h 数值：C1 FF，二进制为：11000001 11111111
02h 低6位为分区起始扇区号，起始扇区为1扇区，
02h 其高2位为分区起始柱面号的高位，03h 分区起始柱面号的低8位
二进制数值为：1111111111，十进制为1023，起始柱面号为1023（柱面号超过1023的，此位置均显示为1023？）。

05h~07h 数值：FE FF FF，06h~07h 数值：FF FF，二进制为：11111111 11111111
05h 分区结束磁头号FE，即磁头号为254，
06h 低6位为分区结束扇区号，即扇区号为63
06h 其高2位为分区结束柱面号的高位，07h 分区结束柱面号的低位，结束柱面号为1023（柱面号超过1023的，此位置均显示为1023？）。

0ch~0fh 数值：D8 A8 71 0D
此4个字节为以扇区为单位的该分区大小（总扇区数），16进制数据为：0D71A8D8，算为10进制为：225552600。

如上述，第二分区起点之前已用了的扇区数为：41769000，加上第二分区大小（总扇区数）225552600，则第三分区起点之前已用了的扇区数（或在线性寻址方式下的第三分区的首扇区地址）为：267321600，大家可以核对一下上面截图的数值。

（不务正业啊！待续，更新也许要一周或更长时间。。。）

[ 本帖最后由 forumuser 于 2010-9-4 14:26 编辑 ]

作者: forumuser 时间: 2010-8-29 11:18
预留此楼用于编辑使用

http://bbs.wuyou.net/forum.php?mod=viewthread&tid=172572&extra=&page=1
【教程】fbinst 启动U盘解读（MBR层面），不断完善中。。

预留8M(1-16064扇区)隐藏区，在每个扇区固定位置都写入该扇区在WIN下的LBA值，并在1-63扇区都写入boot code。

（疑问）文中：在1-63扇区都写入boot code（个人认为是在0-63扇区，共64个扇区都写入boot code）。

fbinst 1.6辅助代码为第65-67号扇区
从第68号扇区开始为UD内文件列表

在Winhex中，64-16127扇区，每个扇区的最后2个字节数值连续递增，应是是该扇区的LBA值。
0～16127扇区，共16128个扇区，容量8064K，7.875M。

文中：
二、MBR结构解析：
【1】主引导代码：-------第二张图片（原图下载后有300多K，只好在网页直接截图上传）：

（疑问）上述图片中编号（在左下角）为66的扇区，最后2个字节的数值（十六进制）为41 00，该数值是否应为42 00？

以下请注意“第”字！例如“63扇区”是指LBA编号为63的扇区（编号从0开始），“第64扇区”指的是从第1扇区（LBA编号为0的扇区）开始计数的第64扇区，即在文中63扇区指的就是第64扇区！
主引导扇区（master boot sector）是硬盘的第1个扇区（C-H-S表示为：0柱0面1扇区，扇区是从1开始编号的），LBA编号为0扇区。

我格式化的U盘，63扇区、64扇区、16127扇区的数据截图如下：
注意图片左下角的扇区编号（LBA值）与右下角该扇区最后2个字节的数据。

以下是我用Fbinst格式化的U盘的0、1、2、63扇区的数据，有兴趣的朋友可研究研究。
用Fbinst格式化后，又用Diskgenius把第一主分区的起始位置往后调整了一下，不知是否对非常规的BIOS启动U盘时造成影响。

软件下载：

winhex14.1、mbldr 在1楼：
http://bbs.wuyou.net/forum.php?mod=viewthread&tid=154890

Fbinst 在22楼：
http://bbs.wuyou.net/forum.php?mod=viewthread&tid=172572&page=3#pid2027630

BootICE
http://bbs.wuyou.net/forum.php?mod=viewthread&tid=57675&extra=page%3D1&page=1

[ 本帖最后由 forumuser 于 2010-9-4 14:33 编辑 ]

作者: forumuser 时间: 2010-8-29 11:19
预留此楼用于编辑使用

http://bbs.wuyou.net/forum.php?mod=viewthread&tid=170034
百草霜fbinst&0PE合盘FBA制作过程

参照上述使用FbinstTool对U盘进行格式化，用Diskgenius进行分区调整（调整后共有2个主分区），如下图：

fbinst处理过的U盘，分区结构我的理解是这样：
在diskgen里面的显示：
前面空白部分（空闲）在fbinst中为UD区，其中又分为UD主分区，UD扩展分区；UD区之后的部分在fbinst中为数据区，按一般硬盘分区的情况理解即可。
UD主分区的容量一般为1个柱面大小，UD扩展分区容量可以是0～2T（据说是2T？）。

6.3G的分区使用diskgenius格式化并写入启动文件，导入：Pseudo0pe合盘含Burg(百草霜YY)0824.fba（点“数据管理”中的“从文件恢复数据”，选择FBA进行文件恢复）。

修改Grldr菜单，加入以下内容：

#试验增加diskgen启动
title [F] 启动Diskgen格式化的U盘，运行Diskgen
rootnoverify (hd0,0)
makeactive
chainloader +1

在惠普 Compaq TC4400笔记本上可以正常启动，但进入DOS版的diskgenius后，提示信息错误；

失败！请教！
用Bootice备份6.3G分区的启动扇区，保存为：dgenup.BIN，拖入UD区，
修改Fbinst菜单，加入以下内容：

color yellow
text "F4. Diskgen"
menu F4 grldr "dgenup.BIN"
color red
text "=========================="

启动至菜单，按F4启动失败。

[ 本帖最后由 forumuser 于 2010-9-4 10:27 编辑 ]

作者: 天涯海角1216 时间: 2010-8-29 16:22
加亮一下，鼓励鼓励，楼主多努力！

作者: 老陈 时间: 2010-8-29 22:47
不错不错……

作者: Plantsoot 时间: 2010-8-29 23:18
呵呵，越来越多底层的资料可以看了。

数据结构弄清楚了，很多问题迎刃而解。

作者: 水韵 时间: 2010-8-29 23:22
不错不错，先收藏了，抽时间慢慢的看。。。。

作者: bigdinosaur 时间: 2010-8-29 23:29
不错，再学习学习，楼主辛苦了。

作者: 2831650 时间: 2010-8-30 01:16
技术帖一定要支持下收藏啦

作者: 2010songalways 时间: 2010-8-30 09:00
很有必要支持一下...

作者: loveelva30 时间: 2010-8-30 11:55
此贴不错。顶你了哦。。哈哈

作者: wgx1688 时间: 2010-9-1 00:34
收藏了呀谢谢 ..............

作者: 岚轩 时间: 2010-9-1 08:30
这个要支持的，慢慢看！

作者: 2010红色指令 时间: 2010-10-5 03:36
哇噻，高人辈出啊，谢谢老大，学习了，祝无忧和大家节日快乐

作者: lsbzhe 时间: 2010-10-9 14:42
此贴好，顶楼主。。。。。。。。。

作者: 2010sldls 时间: 2010-10-15 15:32
不错的整合贴本人是新手看了以后感觉很乱或许是我看的不够仔细吧呵呵楼主莫怪

作者: 2010weihu 时间: 2010-10-15 15:52
提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

作者: 2010dxysp3 时间: 2010-10-15 17:44
很好的教程，LZ有心，菜鸟有福

作者: bang6518 时间: 2010-10-15 19:33
学习学习,楼主辛苦了!

作者: zhushiwei 时间: 2010-10-15 22:52
楼主！有心了，写的不错！
从基础学起哈！
浏览了一下，有空慢详看！

作者: 无心快语 时间: 2010-10-17 12:13
我还是看不懂好多字符串不知道什么意思

作者: by7694 时间: 2010-10-17 12:21
支持下,，收藏了。。。

作者: suiyefeng 时间: 2010-11-1 20:28
真的很好，总结的不错，，这几天刚看这个，很多还是没怎么弄懂，帖子还没全看懂，，要慢慢消化。。

作者: hnyzalex 时间: 2010-11-2 11:08
这个..太牛了.....必需顶...

作者: xszz 时间: 2010-11-2 17:05
虽然看不懂我也支持你

作者: 2011lazykid 时间: 2011-2-17 02:16
不错的汇总~

作者: zfyczyh 时间: 2011-10-21 03:18
菜鸟入门的好教材,学习一下

作者: 快雪时晴 时间: 2011-10-21 09:13
才泡了几个小时就能出这么好的教程，叫人情何以堪

作者: panet8888 时间: 2011-10-21 10:02
如此好帖，怎么会没早发现呢

作者: messenger 时间: 2011-10-21 12:36
学习学习，楼主辛苦了

作者: shuiliang 时间: 2011-10-21 19:06
尽管很早不玩。但这个教程要顶的。

作者: zjloo 时间: 2011-11-9 08:01
严重支持这类帖子，楼主加油！

作者: 2011YEH 时间: 2011-11-9 10:22
内容很有深度，先收下来，慢慢研读，谢谢楼主。

作者: 2011sj2860 时间: 2011-12-8 07:18
不错学习了。

作者: 2012win888 时间: 2012-2-19 14:47
希望继续补全资料磊在

作者: xyzxp 时间: 2012-2-19 21:29
学习了,谢谢楼主!!!

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