Master Boot Record

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Der Master Boot Record (MBR) ist der erste Sektor einer Festplatte. Die Aufgabe des MBR ist es, die Partitionen zu definieren und den Bootsektor einer bootbaren Partition zu laden und zu starten.

Die Sektorennummer des MBR anhand der zwei Addressierungsmöglichkeiten:

LBA : 0x00000000
CHS : Cylinder: 0, Head: 0, Sector: 1

Inhaltsverzeichnis

Aufbau

Offset Bedeutung
0x0000-0x01BD Code zum Laden einer Partition
0x01BE-0x01FD Partitionstabelle
0x01FE-0x01FF Bootsignatur 0xAA55

Partitionstabelle

Die Partitionstabelle besteht aus 4 Einträgen à 16 Byte in folgendem Format:

Offset Größe Bedeutung
0x0 DB Bootflag
  • 0x00 nicht bootbar
  • 0x80 bootbare Partition
0x1 DB Kopf an dem die Partition anfängt
0x2 DB
  • Bit 0-5 -> Anfangs Sektor
  • Bit 6-7 -> Bit 8-9 des Anfangs-Zylinders
0x3 DB Bit 0-7 des Anfangs-Zylinders
0x4 DB Gibt den Partitions Typ an
0x5 DB Kopf an dem die Partition endet
0x6 DB
  • Bit 0-5 -> Letzter Sektor
  • Bit 6-7 -> Bit 8-9 des letzten Zylinders
0x7 DB Bit 0-7 des letzten Zylinders
0x8 DD LBA (Logical Block Addressing) Nummer des Ersten Sektors
0xC DD Länge der Partition in Sektoren

Übereinkünfte

Bei dem MBR muss man beachten, das er 'über' den Betriebssystemen steht, da ja eine partitionierte Festplatte durchaus mehrere verschiedene Betriebssystem auf den Partitionen enthalten kann. Beim Anlegen eines MBRs muss darauf Rücksicht genommen werden, dass gewisse Übereinkünfte eingehalten werden, um die Partitionstabelle für andere Betriebssysteme lesbar zu halten, ihre Partitionen nicht zu beschädigen, reservierte Sektoren frei zu halten, und Partitionsgrenzen korrekt zu setzen.

Es ist zu beachten, das die ATA-Übereinkünfte variieren, je nachdem ob die Festplatte (nativ) durch LBA oder CHS adressiert wird.

Versteckte (reservierte) Sektoren

Vor der ersten Partition müssen sich versteckte Sektoren befinden, die zu keiner Partition gehören. Der erste davon enthält den MBR selbst, die anderen sind für Erweiterungen reserviert. (Eine Erweiterung, die gerade im Kommen ist, ist das Extended Firmware Interface, eine Erweiterung zum MBR, die langsam nötig wird, da für neue Festplatten, die 48bit LBA nutzen, das 32bit Feld des normalen LBA nicht ausreicht.) Weiterhin könnten auch Bootmanager oder Preboot-Treiber in den versteckten Sektoren enthalten sein.

Die Anzahl der versteckten Sektoren beträgt:

  • bei CHS-Adressierung eine Spur
  • bei LBA-Adressierung 64 (40h) Sektoren (was übrigens auch der virtuellen Spur der durch int 13h emulierten CHS-Adressierung entspricht)

Partitionsgrenzen

Partitionen dürfen nicht an beliebigen Sektoren beginnen. Diese Übereinkunft hängt bei der CHS-Adressierung damit zusammen, dass immer ganze Spuren formatiert werden müssen, und bei der LBA-Adressierung sorgt sie für bessere Übersicht und bessere Nutzung des Festplattencaches.

Die Partitionsgrenzen sollten ...

  • bei CHS-Adressierung auf ganzzahligen ganzen Spuren liegen
  • bei LBA-Adressierung auf ganzzahligen Megabytes (n*100000h) liegen

Nur eine bootfähige Partition

Der Standard-MBR prüft alle Partitionen auf Bootfähigkeit. Wenn mehrere Partitionen Bootfähig sind, bricht er mit der Meldung "Ungültige Partitionstabelle" ab. Es darf also nur eine Partition bootfähig sein. Es ist durchaus möglich, einfach einen anderen Code einzufügen, der sich anders verhält, doch dann muss man bedenken, dass ein anderes Betriebssystem den MBR-Code möglicherweise wieder durch einen standardkonformen Code ersetzt und dann die Tabelle als ungültig erkannt wird.

Verhalten des MBRcodes

  • Stack einrichten
  • sich selbst nach 0000h:0600h kopieren, und dort weitermachen (jmp far)
  • die ersten Bytes der Partitionen auf 80h prüfen.
  • wenn keine bootfähig, dann int 18h aufrufen (Das BIOS wird dann entweder das nächste Laufwerk booten, eine Fehlermeldung ausgeben oder den ROM-BASIC-Interpreter starten)
  • wenn mehrere bootfähig, Abbruch mit Fehlermeldung
  • wenn eine bootfähig, den ersten Sektor dieser Partition an 0000h:7C00h laden.
    • Wenn er per CHS erreichbar ist, CHS verwenden
    • Wenn nicht, LBA verwenden
  • wenn Fehler, Laufwerk justieren und nochmal versuchen
  • 0000h:7DFEh auf Signatur 55h,0AAh prüfen
  • wenn nicht vorhanden, Laufwerk justieren und nochmal versuchen
  • wenn immer noch nicht vorhanden, Abbruch mit Fehlermeldung (oder ggf. eigene Erweiterung verwenden (z.b. hohe Bits der LBA in obsoleten CHS Feldern))
  • ES:DI auf den Partitionseintrag der Partition setzten
  • DL wieder auf BIOS-Nummer des physischen Laufwerks setzten
  • den geladenen Sektor anspringen (jmp 0000h:7C00h)
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