浅尝硬盘分区表 - PacosonSWJTU

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【0】README

0.1） text description from orange's implemention of a os；
0.2） there are a number of analysis and attention proves to be essence of this page, I think;
0.3）Conclusion about hd partition table

• C1）存在一个硬盘的情况下：

  • C1.1） 1~4这4个数字 为 主引导扇区 中的分区表项所用（主引导扇区分区表可以储存最多1个扩展分区 和 不大于4个 的主分区，总数量==4）， 从5 开始依次表示逻辑分区；（主引导扇区是硬盘的第一个扇区，而其他引导扇区是各个分区的第一个扇区）
    
  • C1.2）主设备号告诉os 应该用哪个驱动程序来处理，次设备号告诉driver 这是具体哪个设备（分区）；

• C2）存在两块硬盘的情况：

  • C2.1）主盘是hd0，次设备号是0，它的主引导扇区分区表对应的四个分区分别是 hd1、hd2、hd3、hd4；
    
  • C2.2）每个扩展分区中最多有16 个逻辑分区，逻辑分区的次设备号以hd1a 为基准递增的；
    
  • C2.3）这种编号的好处是， 给定一个次设备号可以很容易计算出它是主分区还是扩展分区，或者是哪个扩展分区的哪个逻辑分区；

• C3）百度总结：

  • C3.1） 一个硬盘主分区至少有1个，最多4个，扩展分区可以没有，最多1个。且主分区+扩展分区总共不能超过4个。逻辑分区可以有若干个；
    

  • C3.2） MBR（主引导记录）的分区表（主分区表）只能存放4个分区，如果要分更多的分区的话就要一个扩展分区表（EBR），扩展分区表放在一个系统ID为0x05的主分区上，这个主分区就是扩展分区，扩展分区能可以分若干个分区，每个分区都是个逻辑分区；
    

    ---

    【1】intro to hard disk partioning tab

• 1.1） 硬盘分区表其实就是一个数据结构，数组的每个成员是一个 16字节的结构体；这个结构体数组位于引导扇区的1BEh处，共有四个成员――因为IBM 当时觉得一台PC最多会装四个os；
  

• 1.2） 现在我们的计算机中 每块硬盘经常划分为不止四个分区， 这是因为 每个主分区可以进一步分成多个逻辑分区；
  

• 1.3） 对硬盘进行分区操作，如何创建虚拟硬盘，参见http://blog.csdn.net/PacosonSWJTU/article/details/48846887
  
  
  
  
  
  

如上图所示，我们把一个80M 的硬盘映像分成了一个主分区和一个扩展分区，然后扩展分区又分成了 五个逻辑分区；我们的orange's os 安装在 第一个逻辑分区上（标有 '*' 号）；

---

【2】我们实际看一下分区表是什么样子，用二进制查看器看一下引导扇区：

• Alert）：

  • A1）要知道，分区表就是个结构体数组， 共有四个成员，每个成员16个字节，那分区表结构体数组共占64字节，也即是除外引导扇区标志 0xAA55 后 的 最后64字节了；
    

  • A2）这个分区表结构体数组 存在于 引导扇区中除开 0xAA55 后的最后64个字节；
    
    

    第一个分区：00 ,01 ,01 ,00 ,83 ,0F ,3F ,13 ,3F 00 00 00 ,81 4E 00 00
第二个分区：00 ,00 ,01 ,14 ,05 ,0F ,3F ,A1 ,C0 4E 00 00 ,20 2F 02 00

  
  

  ---

  【3】利用引导扇区中记录的扩展分区的起始字节（0x4EC0 * 512 = 0x9D8000），我们来查看扩展分区的信息：

  Attention）：扩展分区的起始字节，也即是扩展分区的第一个逻辑分区的起始字节；
  

  第一个分区：80 ,01 ,01 ,14 ,99 ,0F ,3F ,3B ,3F 00 00 00 ,41 9D 00 00
  第二个分区：00 ,00 ,01 ,3C ,05 ,0F ,3F ,59 ,80 9D 00 00 ,20 76 00 00
  

3.1）对上表的分析-Analysis：

• A1）当前扩展分区的第一个分区的起始扇区LBA 是0x3F，这个是相对于扩展分区基地址的LBA，它的真正LBA 是 4EC0h + 3Fh = 4EFFh；
  
• A2）当前扩展分区的第二个分区的分区类型是 0x05，可知它又是一个扩展分区，起始扇区LBA 为 4EC0h + 9D80h = EC40h，字节偏移为 EC40h * 512 = 1D88000h，我们转到该起始字节；

3.2）利用上述扩展分区的第一个逻辑分区的分区表数据结构 记录的嵌套扩展分区的起始字节（EC40h * 512 = 1D88000h），我们来查看嵌套扩展分区的信息：
（因为，扩展分区中的第一个逻辑分区的分区表记录着 另一个扩展分区的起始扇区，所以我们把这种扩展分区 叫做 嵌套扩展分区）

第一个分区：00 ,01 ,01 ,3C ,83 ,0F ,3F ,59 ,3F 00 00 00 ,E1 75 00 00
第二个分区：00 ,00 ,01 ,5A ,05 ,0F ,3F ,83 ,A0 13 01 00 ,60 A5 00 00

3.3）对上表的分析-Analysis：

• A1）从分区类型值可以看出（0x05），在这个分区中， 又包含了一个普通分区和一个扩展分区，你可能一下子明白了，多个逻辑分区是由嵌套来实现的；
  
• A2）一个扩展分区包含一个普通分区的同时， 又可以嵌套一个扩展分区；
  
• A3）当前扩展分区的第一个分区的起始扇区LBA 是0x3F，这个是相对于扩展分区基地址的LBA，它的真正LBA 是 EC40h + 3Fh = EC7Fh；
  
• A4）当前扩展分区的第二个分区的分区类型是 0x05，可知它又是一个扩展分区，起始扇区LBA 为 4EC0h + 0x113A0h = 16260h，字节偏移为 16260h * 51与2 = 2C4C000h，我们转到该起始字节；

Attention）为什么 第一个分区的 起始扇区LBA 最后要加上 EC40h， 而第二个分区的 起始扇区LBA 最后要加上 4EC0h 呢？

• A1）这里需要留意一点， 前一个表项（当前扩展分区的第一个分区）中的 起始扇区LBA 是相对于当前扩展分区的，而后一个表项（当前扩展分区的第二个分区）中的起始扇区――也就是下一个扩展分区的起始扇区――是相对于硬盘主引导扇区所指明的扩展分区的起始扇区的；
  
• A2）很显然，当前扩展分区的第一个分区（前一个表项）的起始扇区LBA是相对于 当前扩展分区，而当前扩展分区的基扇区号为 EC40，当然其要 加上 EC40了；
  
• A3）还有，当前扩展分区的第二个分区（后一个表项）的起始扇区LBA是相对于 硬盘主引导扇区所指明的扩展分区的起始扇区而不是 当前扩展分区基扇区号，而引导扇区记录的扩展分区起始扇区为 4EC0，当然其要 加上 4EC0了（表a所示）；
  
• A4）还有一个重要问题就是，为什么第二个分区表示的是扩展分区，因为我们通过它的分区类型 为 0x05，看出来的；
  
• A5）就这样，扩展分区的分区表信息就像一个链表一样，我们可以一步一步地遍历所有分区；

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