硬盘分区结构.docx

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硬盘分区结构

硬盘结构及其分区简介

（版本/日期）

目录

背景知识简介：

２

硬盘结构简介：

２

基本INT13H调用简介：

２

扩展INT13H调用简介：

３

磁盘分区简介：

４

BOOTSECTOR简介４

分区表结构简介４

扩展分区简介５

硬盘分区类型６

如何找到一个逻辑分区７

逻辑分区简介：

８

FAT16FAT32NTFS逻辑分区BOOTSECTOR８

FAT16FAT32逻辑分区组成结构１２

NTFS逻辑分区组成结构１３

背景知识简介：

硬盘结构简介：

很久以前,硬盘的容量还非常小的时候，人们采用与软盘类似的结构生产硬盘.也就是硬盘盘片的每一条磁道都具有相同的扇区数.由此人们定义硬盘参数为（CHS）参数，即磁头数（Heads）,柱面数（Cylinders）,扇区数（Sectors），以及相应的寻址方式。

其中：

磁头数表示硬盘总共有几个磁头,也就是有几面盘片，最大为255（用8个二进制位存储）；

柱面数表示硬盘每一面盘片上有几条磁道,最大为1023（用10个二进制位存储）；

扇区数（Sectors）表示每一条磁道上有几个扇区,最大为63（用6个二进制位存储）；

每个扇区一般是512个字节,理论上讲这不是必须的,但好象没有取别的值的；

所以磁盘最大容量为:

255*1023*63*512/1048576=8024GB（1M=1048576Bytes）

或硬盘厂商常用的单位：

255*1023*63*512/1000000=8414GB（1M=1000000Bytes）

在CHS寻址方式中,磁头,柱面,扇区的取值范围分别为0到Heads–1，0到Cylinders-1,1

到Sectors（注意是从1开始）

在老式硬盘中，由于每个磁道的扇区数相等，所以外道的记录密度要远低于内道，因此会浪费

很多磁盘空间（与软盘一样）。

为了解决这一问题，进一步提高硬盘容量，人们改用等密度结构生产

硬盘。

也就是说，外圈磁道的扇区比内圈磁道多。

采用这种结构后，硬盘不再具有实际的3D参数，

寻址方式也改为线性寻址，即以扇区为单位进行寻址。

为了与使用3D寻址的老软件兼容在硬盘控

制器内部安装了一个地址翻译器。

由它负责将老式3D参数翻译成新的线性参数。

这也是为什么现

在硬盘的3D参数可以有多种选择的原因（不同的工作模式,对应不同的3D参数,如LBA,LARGE,NORMAL）。

基本INT13H调用简介：

BIOSINT13H调用是BIOS提供的磁盘基本输入输出中断调用,它可以完成磁盘（包括硬盘和

软盘）的复位,读写,校验,定位,诊断,格式化等功能.它使用的就是CHS寻址方式,因此最大识能访问8GB左右的硬盘

INT13H调用中

AH=功能号

AL=扇区数

CH,CL=磁头号，扇区号

DH,DL=磁头号，驱动器号

ES:

BX=数据缓冲区地址

功能号AH：

0软盘系统复位

1读软盘状态只有AH有效返回AL=状态字节

2读磁盘成功AH=0失败AH=错误代码

3写磁盘成功AH=0失败AH=错误代码

4检验磁盘扇区（ES:

BX不设置）成功AH=0失败AH=错误代码

5格式化磁道（ES:

BX=磁道地址CH,CL不设置）成功AH=0失败AH=错误代码

8取磁盘参数（只需设置AH,DL返回值方在CH,CL,DH中）成功AH=0

失败AH=错误代码

扩展INT13H调用简介：

为了支持大于8G的硬盘，现在的主板BIOS提供了扩展INT13H调用，它使用的是线性寻址方

式。

功能号AH:

41H检测是否支持扩展INT13H调用BX=55AAHAH=0支持

42H读磁盘扇区

DL=磁盘号

DS:

SI=调用结构的地址

调用结构:

disk_addr_pktstruc

packet_sizedb16;结构长度通常为161字节

reserveddb0;保留必须为01字节

block_countdw?

;读取扇区数目2字节

buffer_addrdd?

;缓冲区地址4字节高2字节段址低2

节字偏移

block_numdq?

;读取的绝对扇区起始号8字节

disk_addr_pktends

成功AH=0失败AH=错误代码。

43H写磁盘扇区

DL=磁盘号

DS:

SI=调用结构的地址

调用结构与读磁盘相同

成功AH=0失败AH=错误代码。

48H取得磁盘参数

DL=磁盘号

DS:

SI=结果缓冲区

结构如下

info_sizedw26缓冲区长度26

flagsdw?

磁盘状态标志字

cylindersdd?

磁盘逻辑柱面数

headsdd?

磁盘逻辑磁头数

sec_per_trackdd?

磁盘逻辑每道扇区数

sectorsdq?

磁盘总扇区数

sector_sizedw?

磁盘每扇区字节数

AH=0失败AH=错误代码

磁盘分区简介：

BOOTSECTOR简介

BootSector也就是硬盘的第一个扇区,它由MBR（MasterBootRecord）,DPT（DiskPartition

Table）和BootRecordID三部分组成。

MBR又称作主引导记录占用BootSector的前446个字节（0to0x1BD）,存放系统主引导程序

（它负责从活动分区中装载并运行系统引导程序）.DPT即主分区表占用64个字节（0x1BEto0x1FD），记录了磁盘的基本分区信息，主分区

表分为四个分区项,，每项16字节，分别记录了每个主分区的信息（因此最多可以有四个主分区）.

BootRecordID即引导区标记占用两个字节（0x1FEand0x1FF）,对于合法引导区，它等于0xAA55

，这是判别引导区是否合法的标志。

BOOTSECTOR的具体结构如下图所示:

BOOTSECTOR结构图

分区表结构简介

分区表由四个分区项构成,每一项长度为16个字节，分区表结构如下图所示：

分区表结构图

扩展分区简介

由于主分区表中只能分四个分区,无法满足需求,因此设计了一种扩展分区格式.基本上说,

扩展分区的信息是以链表形式存放的,但也有一些特别的地方.

首先,主分区表中要有一个基本扩展分区项,所有扩展分区都隶属于它,也就是说其他所有扩展

分区的空间都必须包括在这个基本扩展分区中.对于DOS/Windows来说,扩展分区的类型为0x05（EXTENDX）.除基本扩展分区以外的其他所有扩展分区则以链表的形式级联存放,后一个扩展分区的数据项记录在前一个扩展分区的分区表中,但两个扩展分区的空间并不重叠.扩展分区类似于一个完整的硬盘,必须进一步分区才能使用.但每个扩展分区中只能存在一个其他分区.此分区在DOS/Windows环境中即为逻辑盘.因此每一个扩展分区的分区表（同样存储在扩展分区的第一个扇区中）中最多只能有两个分区数据项（包括下一个扩展分区的数据项）.

扩展分区的分区表存放在该分区的第一个扇区中它的结构与硬盘的BOOTSETOR基本相同，

只是没有主引导纪录，即该扇区的0-0X1BD的数据是无效的，另外它的分区表只有前面两项是有效

的。

他的最后两个字节也是合法性检测标志即55AA

下面是扩展分区的结构示意图

扩展分区的结构示意图

硬盘分区类型

0未使用分区项

1DOS12一种fat表为12位的分区主要用于早期小硬盘和部分软盘

2xenix一种linux分区

4D0S16早期硬盘分区方法，分区表项为16位，最大支持32M分区大小

5EXTEND扩展分区的一种该分区的起始扇区为前面的第一个EXTENDX分区起始扇区+该分

区的相对偏移

6BIGDOS即FAT16分区分区表为16位，每簇最大为32K，最大分区为2G

7NTFS分区

BFAT32分区分区表为32位

CFAT32X分区与FAT32基本相同

EBIGDOSX即FAT16分区扩展分区表为16位，每簇最大可以超过32K

FEXTENDX扩展分区的一种，起始扇区为该分区的相对偏移或者前面的前面的第一个

EXTENDX分区起始扇区+该分区的相对偏移;

如何找到一个逻辑分区

前面介绍了硬盘的分区结构，下面主要讲解如何找到一个硬盘的逻辑分区

首先读取硬盘BOOTSECTOR，读取该硬盘的分区表例如下面是一个15G硬盘

的BOOTSECTOR

0X00033C08ED0BC007CFB-5007501FFCBE1B7C3.....|.P.P....|

0X010BF1B065057B9E501-F3A4CBBDBE07B104...PW...........

0X02030386E007C09751383-C510E2F4CD188BF58n.|.u..........

0X03083C610497419382C-74F6A0B507B4078B...It.8,t.......

0X040F0AC3C0074FCBB07-00B40ECD10EBF288..<.t...........

0X0504E10E84600732AFE-4610807E040B740BN..F.s*.F..~..t.

0X060807E040C7405A0B6-0775D28046020683.~..t....u..F...

0X07046080683560A00E8-21007305A0B607EBF...V...!

.s.....

0X080BC813EFE7D55AA74-0B807E100074C8A0..>.}U.t..~..t..

0X090B707EBA98BFC1E57-8BF5CBBF05008A56.......W.......V

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.....

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