【Linux】MBR磁碟分割槽表只能有四個分割槽？

widiot1發表於2018-04-26
Linux

看《鳥哥的Linux私房菜》的時候，說是partition table只能有四個分割槽，想知道為什麼，以下參考自Wiki

1 第一個扇區

磁碟的第一個扇區（也可以叫做MBR，根據語境確定是第一個扇區還是主引導分割槽）記錄了整塊磁碟的重要資訊，是計算機開機後訪問磁碟時所必須要讀取的首個扇區。主要有三個部分：

  1. 主引導分割槽（Master Boot Record，MBR）：主要作用是檢查分割槽表是否正確，並且在系統硬體完成自檢以後將控制權交給磁碟上的載入程式（如GNU，GRUB）；
  2. 分割槽表（partition table）：佔據64個位元組，可以對四個分割槽的資訊進行描述，其中每個分割槽的資訊佔據16個位元組；
  3. 結束標誌字：0x55AA，最後兩個位元組，是檢驗主開機記錄是否有效的標誌。

標準MBR結構如下：

地址 描述 長度（位元組）
0 程式碼區 440（最大446）
440 選用磁碟標誌 4
444 一般為空值; 0x0000 2
446 標準MBR分割槽表規劃（四個16 byte的主分割槽表入口） 64
511 MBR有效標誌：0x55AA 2

MBR總大小：446 + 64 + 2 = 512。

2 分割槽表

由於每個分割槽資訊需要16個位元組，所以對於採用MBR型分割槽結構的磁碟，最多隻能識別4個主（primary）或擴充套件（extend）分割槽。擴充套件分割槽也是主要分割槽的一種，但它與主分割槽的不同在於理論上可以劃分為無數個邏輯分割槽。

那為什麼每個分割槽資訊是16個位元組呢？這16個位元組又代表什麼呢？

因為這16個位元組中的每個位元組都表示了一種定義，具體每個位元組的定義可以參見磁碟分割槽結構資訊。

偏移 長度（位元組） 意義
00H 1 分割槽狀態：00–>非活動分割槽；80–>活動分割槽；其它數值沒有意義
01H 1 分割槽起始磁頭號（HEAD），用到全部8位
02H 2 分割槽起始扇區號（SECTOR），佔據02H的位0－5；該分割槽的起始磁柱號（CYLINDER），佔據02H的位6－7和03H的全部8位
04H 1 檔案系統標誌位
05H 1 分割槽結束磁頭號（HEAD），用到全部8位
06H 2 分割槽結束扇區號（SECTOR），佔據06H的位0－5；該分割槽的結束磁柱號（CYLINDER），佔據06H的位6－7和07H的全部8位
08H 4 分割槽起始相對扇區號
0CH 4 分割槽總的扇區數

下面是一個例子，如果某一分割槽在磁碟分割槽表的資訊如下：

80 01 01 00 0B FE BF FC 3F 00 00 00 7E 86 BB 00

從中可以看到：

  • 最前面的“80”是一個分割槽的啟用標誌，表示系統可引導；
  • “01 01 00”表示分割槽開始的磁頭號為1，開始的扇區號為1，開始的柱面號為0；
  • “0B”表示分割槽的系統型別是FAT32，其他比較常用的有04（FAT16）、07（NTFS）；
  • “FE BF FC”表示分割槽結束的磁頭號為254，分割槽結束的扇區號為63、分割槽結束的柱面號為764；
  • “3F 00 00 00”表示首扇區的相對扇區號為63（小端序）；
  • “7E 86 BB 00”表示總扇區數為12289662（小端序）

3 主分割槽和擴充套件分割槽

磁碟中最多可以有4個Primary和Extended的扇區，而Extended只能有一個，如果要把磁碟分割槽成四個分割槽，那麼只能是：

P＋P＋P＋P
或者
P＋P＋P＋E

上面的情況中， 3P+E只有三個主分割槽可用，因為Extended不能被格式化作為資料訪問的分割槽，還需要進一步分割槽成邏輯分割槽。如果要四個都可用，就需要分割槽成4P。

擴充套件分割槽中邏輯驅動器的引導記錄是鏈式的。每一個邏輯分割槽都有一個和MBR結構類似的擴充套件引導記錄（EBR），其分割槽表的第一項指向該邏輯分割槽本身的引導扇區，第二項指向下一個邏輯驅動器的EBR，分割槽表第三、第四項沒有用到。

需要注意的問題：

  1. 主分割槽和擴充套件分割槽最多隻有四個
  2. 擴充套件分割槽最多隻能有一個
  3. 邏輯分割槽是由擴充套件分割槽持續切割出來的分割槽
  4. 只有主分割槽和邏輯分割槽才能被格式化作為資料訪問的分割槽
  5. Linux系統預設將前4個序號作為主分割槽或擴充套件分割槽，而邏輯分割槽的序號肯定從5開始

下圖來自Inside the Linux boot process，較為清晰的畫出了MBR中各個部分的結構
MBR

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