MBR分区方案

[!NOTE] MBR（主引导记录） 结构就是主引导代码+分区表（+post-mbr gap），主引导代码 就是专门负责用来加载系统到内存中的，分区表 就是一个磁盘的整体布局。post-mbr gap 就是用来过渡引导的阶段 1 和阶段 2 的。如果就是，主引导记录用来引导 GRUB，==则就会出现 grub 的代码覆盖了原本的主引导的原先代码。==

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1. MBR 结构：

• 主引导记录 (MBR) 由两个主要部分组成：

1. 主引导代码 (446 字节)：此部分包含负责将操作系统或其他引导加载程序（如 GRUB）加载到内存中的引导加载程序代码。
2. 分区表 (64 字节)：此部分包含磁盘分区的布局，包括其起始和结束位置。
3. 在 MBR（主引导记录） 设置中，磁盘布局在 MBR（占用前 512 个字节）和磁盘上的第一个分区之间留下一小块未使用的空间。此空间通常称为 后 MBR 间隙（post-mbr gap），通常约为 31 KB。此间隙用于存储 BIOS 在启动过程中加载的额外引导加载程序代码。(==所以从这里可知: 单纯靠 mbr 无法完整引导系统，所以要靠 post-mbr gap 来将阶段 1 过渡到阶段 2)

如果 MBR 的主引导代码部分为空或已损坏，则系统将无法加载任何操作系统，因为没有代码来指示系统如何继续引导过程。分区表可能仍然完好无损，但如果没有引导代码，系统将不知道如何从这些分区启动引导。

2. 启动具有双操作系统（GRUB 和 MBR）的系统：

• 当您拥有双系统（例如 Linux 和 Windows）时，引导加载程序是必需的，以便提供选择要启动哪个操作系统的方法。
• 如果 MBR 包含标准引导加载程序（如默认的 Windows 引导加载程序），它将仅启动默认操作系统（在本例中为 Windows），而不提供选择其他操作系统的菜单。
• 另一方面，GRUB 是一种更高级的引导加载程序，可以检测多个操作系统。如果 MBR 中安装了 GRUB，它将加载并提供启动菜单，允许您选择要启动哪个操作系统。

如果 MBR 不包含 GRUB（或任何启动管理器）：

• 没有启动管理器菜单：如果 MBR 中没有安装 GRUB（或其他启动管理器，如 rEFInd 或 LILO），您将没有菜单来选择要启动哪个操作系统。系统将直接启动到与已安装的引导加载程序关联的默认操作系统。
• Windows 引导加载程序：例如，如果 Windows 引导加载程序 位于 MBR 中，它将直接启动到 Windows，而不提供启动 Linux 的选项。

3. GRUB 和引导管理器角色：

• 当 GRUB 安装在 MBR 中时，它会用自己的代码替换默认引导代码，该代码可以：
• 检测多个操作系统安装（例如 Linux 和 Windows）。
• 在启动期间显示启动菜单，允许您选择要启动的操作系统。

如果您在设置双系统后安装 GRUB，GRUB 通常会扫描其他已安装的操作系统（如 Windows）并将其添加到其启动菜单中。如果 MBR 不包含 GRUB 或任何其他引导管理器，您将只能启动与 MBR 中存在的引导加载程序关联的操作系统（例如，如果 Windows 引导加载程序存在，则为 Windows）。

结论：

• 如果您的 MBR 为空，您将根本无法启动系统。
• 如果您有 双系统，但 GRUB（或其他启动管理器） 未安装在 MBR 中，您将无法获得启动菜单来选择要启动的操作系统。系统将默认使用现有的任何引导加载程序（例如，Windows 引导加载程序），这可能会自动加载一个操作系统而不显示另一个系统的任何选项。

要启用双启动功能，在 MBR 中安装像 GRUB 这样的启动管理器是必不可少的。

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补充说明 post-mbr gap

流程

1. 第 1 阶段引导加载程序执行：

• 第 1 阶段引导加载程序（MBR 中的小引导代码）非常有限。它的工作是定位和加载引导加载程序的下一阶段，通常称为第 1.5 阶段或直接称为第 2 阶段。
• 由于 MBR 只有 446 字节的空间，因此它无法容纳完整的引导加载程序（如 GRUB 或其他引导管理器），也无法容纳直接引导操作系统所需的复杂代码。

2. MBR 后间隙（也称为“嵌入区域”）：

• 在 MBR 之后，MBR 与磁盘上的第一个分区之间通常存在间隙。此间隙通常称为 MBR 后间隙 或 嵌入区域。
• 在 传统 BIOS-MBR 引导 中，此间隙为引导加载程序的 第 1.5 阶段 代码提供了额外的空间。第 1.5 阶段代码是必需的，因为：
• 它包含理解磁盘上文件系统的代码。
• 它提供加载完整 第 2 阶段引导加载程序 所需的额外功能。
• 此间隙通常介于 30 KB 到 60 KB 之间，具体取决于分区方案和引导加载程序。

3. 阶段 1.5 引导加载程序：

• 阶段 1.5 是 MBR 中最小 阶段 1 引导加载程序 与完整 阶段 2 引导加载程序 之间的桥梁。
• 它位于 MBR 后间隙中，包含理解存储 阶段 2 引导加载程序的文件系统（例如 ext 4、NTFS 等）所需的基本驱动程序或代码。
• 例如，在 GRUB 的情况下，阶段 1.5 允许 GRUB 访问包含完整 /boot/grub 目录的分区。

4. 阶段 2 引导加载程序：

• 一旦加载 阶段 1.5，它就会找到完整的 阶段 2 引导加载程序，该程序通常存储在操作系统分区上的 /boot 目录中。
• 第 2 阶段 是完整的引导加载程序（例如 GRUB 或 LILO），它：
• 显示引导菜单（如果配置了多个操作系统）。
• 将所选操作系统的内核加载到内存中。
• 将控制权移交给内核以引导系统。

5. 操作系统内核：

• 一旦 第 2 阶段引导加载程序 将内核加载到内存中，它就会开始执行内核，从而接管引导过程、初始化硬件、加载驱动程序并最终引导系统。

为什么后 MBR 间隙很重要？

• MBR 引导代码 只有 446 个字节，非常小，不足以加载完整的引导加载程序（如 GRUB）。
• 后 MBR 间隙 为引导加载程序的代码（第 1.5 阶段）提供了额外的空间，而这些空间无法容纳在 MBR 本身中。
• 使用 MBR 磁盘 时，此间隙对于 基于 BIOS 的启动 至关重要，因为它包含读取磁盘文件系统和加载完整引导加载程序所需的代码。