MBR与grub

今天折腾了一天，安装minix3。

我用的硬盘是之前装了linux的，用minix安装光盘进入，setup一路走过去，在分区那里把之前的linux分区删除，然后安装minix3。安装结束之后，重启进入grub。折腾许久，排除了主板、硬盘、CD以及安装方式的问题，最后发现是MBR的问题。

因为原来安装了linux，所以磁盘MBR有grub的部分代码，但是安装minix时候，删除分区并不会重写MBR，所以开机后就无法正确引导了。后来用disk genius重写MBR，然后再安装就好了。之后再官方查到一个解决方案，没有尝试，可能也有效。

http://wiki.minix3.org/doku.php?id=usersguide:installationtroubleshooting

把MBR和grub的一些知识总结下吧。

MBR（Main Boot Record）是磁盘最前边的一段主引导记录（一段程序），由于在硬盘的第一个扇区，所以也把该扇区做主引导扇区，它在硬盘上的位置是（0柱面，0磁头，1扇区）。因此，谈到MBR时，有时候是指主引导记录（扇区前面446字节），有时候是指主引导扇区（512字节）。（该扇区后面部分是4个16字节的磁盘分区表，以及2字节的结束标志）。

标准MBR扇区结构

当系统加电后，系统收线读取硬件固化在主板ROM上的bios程序，并开始执行。bios首先检查硬件，初始化基础中断向量和寄存器等，然后根据bios中设置的启动顺序将控制器交给下一阶段，即到MBR。

MBR载入到内存，开始执行。MBR的主要作用是检查分区表是否正确并且将控制权交给硬盘主分区（活动分区）上的引导程序（如GNU GRUB）。

一个磁盘只能支持4个主分区，每个分区表结构如下：

分区结构信息

由于最后分区总扇区号是4字节，所以一个分区最大是2^32个扇区，如果每个扇区是512字节，那么一个最大的主分区就是2TB。如果考虑到，扇区号（逻辑地址）也是4字节的，那么一个磁盘最大就是2TB，所以每个主分区只能有1/4磁盘大小。磁盘还可以把某个区设置扩展分区，理论上该扩展分区可以划分无数个逻辑分区。

控制权到活动分区后，主要有两种情况，一是卷引导记录，计算机会读取激活分区的第一个扇区，叫做卷引导记录（Volume boot record，缩写为VBR），其作用是告诉计算机，操作系统在这个分区里的位置。然后，计算机就会加载操作系统了。另一种情况是，有启动管理器（boot loader）的情况，如grub。在这种情况下，执行MBR后将控制器交给grub，在grub中可以由用户选择启动哪个分区的哪个系统。

控制器到操作系统后，加载内核。以Linux系统为例，先载入/boot目录下面的kernel。内核加载成功后，第一个运行的程序是/sbin/init。它根据配置文件（Debian系统是/etc/initab）产生init进程。这是Linux启动后的第一个进程，pid进程编号为1，其他进程都是它的后代。然后，init线程加载系统的各个模块，比如窗口程序和网络程序，直至执行/bin/login程序，跳出登录界面，等待用户输入用户名和密码。

至此，全部启动过程完成。

补充，GRUB是GRand Unified Bootloader的缩写，它是一个多重操作系统启动管理器。用来引导不同系统。GRUB是一个系统引导程序，分为两个阶段，第一阶段它保存在MBR中。用汇编语言编写，也就是MBR中的引导程序部分。①基本的硬件设备初始化（屏蔽所有的中断、关闭处理器内部指令/数据cache 等）。②为加载 Bootloader 的Stage2 准备空间。③如果是从某个固态存储媒质中，则拷贝 Bootloader 的stage2 到RAM 空间中。④设置好堆栈。⑤跳转到 stage2 的C 程序入口点。GRUB引导程序的第二阶段，通常用C语音编写，这个阶段的任务有： ①初始化本阶段要使用到的硬件设备。②检测系统内存映射。③将kernel 映像和根文件系统映像从flash 上读到RAM 空间中。④为内核设置启动参数⑤调用内核。它通常保存在/boot/grub/中。 当我们启动系统进入GRUB界面时，会看到有选择信息，如果我们自己编译了系统内核的话，你可以选择从某个内核启动。同时要注意的是GRUB的配置文件和内核在/boot分区。从前面分析我们可以看出，/BOOT和MBR不存在包含关系。GRUB第一阶段需要去MBR中去读引导程序，GRUB第二阶段需要到/boot分区读系统内核和配置文件。

附：

linux启动过程

grub第二阶段，根据/boot/gurb/grub.cfg中的内容，找到kernel和initrd，并拷贝到内存中。initrd是Initial RAM Disk的缩写，这个文件是在安装系统时产生的，是一个临时的根文件系统(rootfs)。因为Kernel为了精简，只保留了最基本的模块，因此，Kernel上并没有各种硬件的驱动程序，也就无法识rootfs所在的设备，故产生了initrd这个文件，该文件装载了必要的驱动模块，当Kernel启动时，可以从initrd文件中装载驱动模块，直到挂载真正的rootfs，然后将initrd从内存中移除。

Kernel会以只读方式挂载根文件系统，当根文件系统被挂载后，开始装载第一个进程(用户空间的进程)，执行/sbin/init，之后就将控制权交接给了init程序。

参考：

http://www.blogfshare.com/mbr-dpt-ebr.html

http://blog.csdn.net/dale_chenjiawen/article/details/44282673

http://www.cnblogs.com/codecc/p/boot.html