Linux MBR (主引导记录) 解析

MBR 定义

MBR (Master Boot Record，主引导记录) 是存储在硬盘第一个扇区(512字节)中的特殊数据区域，位于硬盘的0柱面、0磁头、1扇区(LBA 0)。它是传统BIOS系统启动过程中的关键组成部分。

MBR 结构

标准的MBR包含三个主要部分：

1. 引导代码(Boot Loader) - 446字节

   • 包含可执行代码，负责加载操作系统
   • 在Linux中，这部分通常包含GRUB或LILO的第一阶段

2. 分区表(Partition Table) - 64字节

   • 最多可描述4个主分区(每个分区项16字节)
   • 包含每个分区的起始/结束位置、类型和状态

3. 签名(Signature) - 2字节(0x55AA)

   • 用于验证MBR的有效性

MBR 主要功能

1. 系统启动：

   • BIOS在POST完成后加载并执行MBR中的引导代码
   • 引导代码查找活动分区并加载该分区的引导扇区

2. 磁盘分区管理：

   • 存储硬盘的分区表信息
   • 允许操作系统识别和管理多个分区

3. 与操作系统的交互：

   • 为操作系统提供磁盘布局信息
   • 在多重引导系统中协调不同操作系统的启动

Linux 中的 MBR 特点

1. GRUB 使用：

   • 大多数Linux发行版使用GRUB作为引导加载程序
   • GRUB的第一阶段安装在MBR中
   • 第二阶段通常位于/boot分区

2. 局限性：

   • 仅支持最大2TB的磁盘
   • 最多4个主分区(可通过扩展分区绕过限制)
   • 逐渐被GPT(GUID分区表)取代，特别是在UEFI系统中

3. 修复工具：

   • fdisk - 分区表操作
   • dd - 直接读写磁盘扇区
   • grub-install - 重新安装引导加载程序
   • boot-repair - 高级修复工具

MBR虽然逐渐被GPT取代，但在许多传统系统和特定场景中仍然广泛使用，理解其工作原理对于Linux系统管理和故障排除至关重要。