linux 磁盘分区（partition）

一、磁盘的连接方式和设备文件名的关系

1. 个人计算机常见的磁盘接口有两种：IDE和SATA接口。
2. IDE接口
3. （1）一个IDE扁平电缆可以连接两个IDE设备，这两个设备可以被区分为Master（主设备）和Slave（从设备）。
4. （2）若一块主板上有两个IDE接口，那么全部插上磁盘之后，在linux上显示的设备文件名如下：

1. SATA接口
2. （1）SATA、USB和SCSI都是以SCSI模块来驱动的。
3. （2）磁盘文件名都是/dev/sd[a-p]的格式，但是磁盘名根本没有顺序。其判定标准为linux内核检测到磁盘的顺序。

二、磁盘的组成复习

1. 磁盘的组成：盘片、机械手臂、磁头和主轴马达。数据记录在盘片上。
2. 盘片可细分成扇区（sector）和柱面（Cylinder）两种单位，每个扇区512Byte。
3. 整块磁盘最重要的扇区就是第一个扇区，因为其记录了引导分区和分区表。
4. （1）引导分区（Master Boot Record，MBR）：可以安装引导加载程序的地方，有446Byte。
5. （2）分区表（partition table）：记录整块硬盘分区的状态，有64Byte。

三、磁盘分区表

1. 柱面是文件系统最小单位，也是分区的最小单位。
2. 在分区表所在的64Byte容量中，总共分为4组记录区，每组记录区记录了该区段的起始与结束的柱面号码。
3. 栗子：
4. 若/dev/hda一共有400个柱面，那么其分区表可能如下：
5. P1：1~100 — /dev/hda1
6. P2：101~200 — /dev/hda2
7. P3：201~300 — /dev/hda3
8. P4：301~400 — /dev/hda4
9. 上栗中，假设硬盘只有400个柱面，共分区4个分区。当你的系统为windows时，第一到第四分区的代码应该是C、D、E、F。当你有数据写入F盘时，你的数据会被写入磁盘301~400号柱面之间。
10. 每个分区表最多容纳4个分区，这4个分区被成为主（Primary）或扩展（Extended）分区。
11. 其实所谓的分区，都是针对64Byte的分区表进行设置的。
12. 进行分区的原因：
13. （1）数据安全性。每个分区的数据是分开的，重装系统时，C盘格式化时，D盘的数据是不受影响的，哪怕二者在同一块磁盘中。
14. （2）系统性能考虑。当使用某一分区数据时，柱头只会搜索该柱面范围数据，可以提高读取速度和性能。
15. 分区表虽然只有记录4组数据的空间，但是可以分超过4个的分区。
16. 栗子：
17. 若/dev/hda一共有400个柱面，那么其分区表可能如下：
18. P1：1~100 （Primary） — /dev/hda1
19. P2：101~400 （Extended） — /dev/hda2
20. P3：无记录
21. P4：无记录
22. （1）扩展分区的目的是使用额外的扇区来记录分区信息，扩展分区本身并不能被拿来格式化。
23. （2）由扩展分区继续切出来的分区，被称为逻辑分区（Logical partition），其所能使用的柱面范围就是扩展分区所设定的范围。
24. 栗子：（扩展分区第一个扇区）
25. L1：101~160 — /dev/hda5
26. L2：161~220 — /dev/hda6
27. L3：221~280 — /dev/hda7
28. L4：281~340 — /dev/hda8
29. L5：341~400 — /dev/hda9
30. （3）大家可以发现，上面设备文件名缺少 /dev/hda3和 /dev/hda4，因为前面4个号码都是保留给Primary或Extended用的，所以逻辑分区的设备名称号码就由5号开始了。
31. 总结：
32. （1）主分区和逻辑分区最多可以有4个（硬盘的限制）。
33. （2）扩展分区最多只能有1个（操作系统限制）。
34. （3）逻辑分区是由扩展分区持续切割出来的分区。
35. （4）能够被格式化后作为数据访问的分区为主分区与逻辑分区。扩展分区无法格式化。
36. （5）逻辑分区的数量依操作系统而不同，在linux系统中，IDE硬盘最多有59个逻辑分区（5号到63号），SATA硬盘则有11个逻辑分区（5号到15号）。

四、开机流程与主引导分区（MBR）

1、CMOS：记录各项硬件参数且嵌入到主板上的存储器。

2、BIOS：写入到主板上的一个固件（固件就是写入到硬件上的一个软件程序）。即：开机的时候计算机系统会主动执行的第一个程序。

3、BIOS会根据用户的设置去取得能够开机的硬盘，并且到该硬盘里面去读取第一个扇区的MBR位置。MBR这个仅有446Byte的硬盘容量里面会放置最基本的引导加载程序。到这里，BIOS任务完成，接下来就是MBR内的引导加载程序的工作了。

4、引导加载程序的目的是加载（load）内核文件。

5、接下来就是内核文件工作了，开始操作系统的功能。

6、总结：BIOS -> MBR -> 引导加载程序（Boot Loader） -> 内核文件

7、详说MBR：

（1）是操作系统安装在MBR上的一套软件。

（2）主要任务：

A、提供菜单：用户可以选择不同的开机选项，这也是多重引导的重要功能。

B、载入内核文件：直接指向可开机的程序区段来开始操作系统。

C、转交其他loader：将引导加载功能转交给其他loader负责。

（3）A和B容易理解，对于C，需要理解下面这句话：

引导加载程序除了可以安装在MBR之外，还可以安装在每个分区的引导扇区（loader sector），这也是可以实现多重引导的功能的原因。

栗子：

若硬盘分4个分区，第1分区和第2分区分别安装了windows和linux，则：

第1个扇区的MBR分区表：

M1：直接指向windows。

M2：直接指向了第2个分区的开机扇区。

。

。

。

第2分区的开机扇区：

M1：直接指向Linux

8、总结：

（1）每一个分区都有自己的启动扇区（boot sector）。

（2）实际可开机的内核文件是放置到各分区内的。

（3）loader只会认识自己的系统分区内的可开机的内核文件，以及其他loader而已。

（4）loader可以直接指向或者是间接将管理权转交给另一个管理程序。

（Saw：Game is Over！）