主引导记录（MBR，Master Boot Record）

MBR最开始为IBM为了兼容磁盘和移动磁盘而设计的一种引导扇区的格式。MBR位于磁盘的第一个扇区，这个扇区保存了开机引导程序、磁盘分区信息等。系统启动时BIOS会读取MBR的数据，然后索引到系统启动程序上进行启动。主引导扇区是先于系统起作用的，也就是说主引导扇区的结构不分系统、不分磁盘。

MBR并不支持无分区（non-partitioned）的存储设备，如软盘等。支持这类设备的主引导记录为VBR（Volume Boot Record）。

MBR结构

MBR位于硬盘第0柱面、0磁头、1扇区，共计512 bytes。 从MBR的结构图可以看出，MBR包含了3个部分：

主引导程序（Master Boot Code）

主引导程序占446 bytes，存放引导程序信息。这个区域主要功能有提供系统启动选项（多系统的时候选择一个系统启动）、指向磁盘可以启动的内核程序、交由系统内核加载并启动系统。

分区表（Partition Table）

分区表占64 bytes。分区表存放磁盘分区的信息，分区表最多可以记录4个分区的信息，每个分区信息16 Byte，记录了分区的磁盘起始位置、大小、文件系统类型等信息。

引导标识（Boot Signature）

最后的2 bytes被设计成了引导标识，引导标识可以理解为一个魔数，占2 bytes（取值为0x55AA）。引导标识是表示磁盘有没有被初始化的标识，如果这个标识错误，则会被认为磁盘不支持MBR，可能会选择其他的磁盘分区方案进行解析。

为了保护MBR也为了后面可以扩展，通常第0柱面、1磁头共计64个扇区会预留出来，真正的数据分区一般是从63（0~63）后面开始的。63扇区也是LBA地址模式的偏移量的开始位置。

分区表（Partition Table）

分区表存储了磁盘的分区信息，大小为64 bytes，分成4个分区项（Partition Entry），每个分区项16 bytes。

分区表结构

每个分区项包含了如下信息：

• 引导指示符 （1 bytes）：标识单前分区是否活动分区（Active Partition）。
• 分区开始地址（3 bytes） ： 用CHS（Cylinder-Head-Sector，磁柱-磁盘-扇区）地址格式记录。
• 分区类型 （1 bytes）：分区的寻找类型，CHS或LBA（Logical Block Addressin，逻辑区块寻址）。
• 分区结束地址（3 bytes）：用CHS地址格式记录。
• 分区开始地址（4 bytes）：用LBA地址格式记录。
• 分区大小（4 bytes）： 分区大小（单位：扇区）。

这个分区项里面出现了两个分区的开始地址，两个地址有什么区别？到底哪个才是分区真正开始地址？
CHS地址模式只占用了3个bytes，最多定位空间为2^24 * 512 bytes = 8G的，显然这个空间大小是无法满足单前磁盘大小的。所以引入了LBA地址模式，占用4个bytes，将磁盘空间大小扩大2^32 * 512 bytes = 2T。MBR模式两种地址模式通过分区类型来选择。

按MBR模式，磁盘超过2T就无法表示了。因此随着大容量磁盘的出现，MBR分区也逐渐被GTP（GUID Partition Table，全局唯一标识分区表）分区方案所取代。

扩展引导记录（EBR，Extended Boot Record）

上文提到了分区表只有4个分区项目，那我们平时见到5、6个分区是如何实现的？

磁盘结构图

为了能过支持超过4个分区，引入了扩展分区的概念。引入了扩展分区的概念后，4个分区项还是只有4个，只是每个分区项其实分成了两种功能：一种是指向一个实实在在的数据分区，我们称之为主分区（Primary Partition），一种是指向一个EBR，我们称之为扩展分区（Extended Partition）。通过扩展分区指定的分区称之为逻辑分区（Logical Partition）。扩展分区是用链式结构串起来，理论上只要磁盘大小或系统索引支持，可以将磁盘划分为无数个逻辑分区。

主分区和扩展分区加起来不能超过4个，而且4个分区项里面必须有一个主分区，扩展分区只能占1个。扩展分区里面必须划分逻辑分区。

EBR的结构跟MBR的结构一模一样，也是由三个部分组成：

主引导程序（Master Boot Code）（446 bytes）：一般情况下是不使用的，用0填充。在一些磁盘解决方案里面可能会用到。
分区表（Partition Table）（64 bytes）：分区表，记录逻辑分区的信息。
引导标识（Boot Signature）（2 bytes）：分区标识，取值为0x55AA。

EBR分区表结构跟MBR的分区表结构一模一样，但是在EBR里面，4个分区项的作用如下：

第一个分区项：指向该EBR的一个逻辑分区。
第二个分区项：指向下一个EBR（如果有的话）。
第三个分区项：留空。
第四个分区项：留空。

具体到每个分区前面还有一个引导扇区（Boot Sector）记录分区的详细信息，如文件系统类型、分区大小、目录数等必要的信息。