读《鸟哥的linux私房菜》第二章

原文地址: 第二章、主機規劃與磁碟分割

磁区有512bytes和4kbytes两种物理设置量
实体机的分割槽档名为/dev/sd[a-], 虚拟机的分割槽档名为/dev/vd[a-p]

磁盘分割使用分割表, 分割表有两种格式, MBR 或者 GPT

MSDOS(MBR) :

早期使用, 磁盘磁区为512bytes, 第一个磁区存有:

1. 主要开机记录区(Master Boot Record, MBR): 446 bytes
2. 分割表(partition table)：64 bytes

分割表只有64bytes, 最多只能形成4个分割的记录, 分割的记录称为分割槽, 分割槽有两种, 主要分割槽(Primary) 和 延伸分割槽(Extend)

可以使用延伸分割槽来拓展分割槽数量, 使分割槽数量大于4, 如下图

分割表作用示意图

几个点:

1. 主要分割槽和延伸分割槽加起来最多4个
2. 延伸分割槽最多1个
3. 延伸分割槽分割出来的叫逻辑分割
4. 主要分割和延伸分割可以被格式化, 延伸分割不行

分割原因:

1. 资料安全性
2. 执行速度, 分割槽使资料集中在某个磁柱的区段, 磁盘搜索范围减小

缺点:

1. 磁盘容量不能超过2.2T, 因为一个分割记录只有16bytes
2. MBR只有一个磁区,被破坏后难以补救
3. MBR里存开机管理程序的区块只有446bytes, 不能写太多程序

GPT 磁碟分割表(partition table):

上面说了磁区有512bytes和4kbytes两种, 为了兼容, GPT
使用逻辑区块位址(LBA), 一个LBA占 512bytes

GPT分割表结构示意图

GPT 使用磁盘前34个区块存放分割记录, 磁盘最后33个区块做备份,更加安全

LBA0(相容区块):

两部分, 一部分为开机程序, 另一部分是辨识GPT的一个标记

LBA1(GPT表头):

记录分割表的位置和大小, 以及备份的位置和分割表的检验机制码(CRC32), 验证错误时去使用备份

LBA2 - 33(分割记录):

里面的每个LBA可以记录4个记录, 每个记录为128bytes

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开机流程中的BIOS 和 UEFI 开机检测程序

BIOS 搭配 MBR/GPT 的开机流程:

1. BIOS：开机主动执行的固件，会认识第一個可开机的装置；
2. MBR：第一个可开机装置的第一个磁区內的主要开机记录区块， 內含开机管理程序；
3. 开机管理程序(boot loader)：一支可读取核心档案來执行的软件；
4. 核心档案：开始操作系统的功能...

BIOS和MBR是硬件提供的, boot loader是操作程序提供的

boot loader主要任务:

1. 提供开机选单
2. 读取核心档案
3. 转交其他loader

开机管理程序示意图

1. 每個分割槽都擁有自己的開機磁區(boot sector)
2. 圖中的系統槽為第一及第二分割槽，
3. 實際可開機的核心檔案是放置到各分割槽內的！
4. loader只會認識自己的系統槽內的可開機核心檔案，以及其他loader而已；
5. loader可直接指向或者是間接將管理權轉交給另一個管理程式。

UEFI BIOS 搭配 GPT 开机的流程

传统BIOS无法识别GPT, 且为16位的程序, 所以产生了UEFI来取代BIOS, 也称UEFI 为 UEFI BIOS

比較項目	傳統 BIOS	UEFI
使用程式語言	組合語言	C 語言
硬體資源控制	使用中斷 (IRQ) 管理 不可變的記憶體存取 不可變得輸入/輸出存取	使用驅動程式與協定
處理器運作環境	16 位元	CPU 保護模式
擴充方式	透過 IRQ 連結	直接載入驅動程式
第三方廠商支援	較差	較佳且可支援多平台
圖形化能力	較差	較佳
內建簡化作業系統前環境	不支援	支援