Главная загрузочная запись

2026-02-18T18:36:27Z

195.122.229.22: /* Код типа раздела */

[[Файл:GNU GRUB on MBR partitioned hard disk drives.svg|thumb|[[GNU GRUB]] в MBR]]
'''Главная загрузочная запись''' ({{lang-en|master boot record, MBR}}) — код и данные, необходимые для последующей загрузки операционной системы и расположенные в первых физических [[сектор диска|секторах]] (чаще всего в самом первом) на [[Жёсткий диск|жёстком диске]] или другом устройстве хранения информации. Применялась с 1983 года (начиная с PC DOS 2.0) до широкого внедрения [[Extensible Firmware Interface|UEFI]] и схемы [[Таблица разделов GUID|GPT]] в 2010-х.

MBR содержит небольшой фрагмент [[Исполняемый код|исполняемого кода]], таблицу [[Раздел диска|разделов диска]] ({{lang-en|partition table}}) и специальную [[сигнатура данных|сигнатуру]].

Функция MBR — «переход» в тот раздел жёсткого диска, с которого следует исполнять «дальнейший код» (обычно — загружать ОС). На «стадии MBR» происходит выбор раздела диска, загрузка кода ОС (происходит на более поздних этапах алгоритма).

В процессе запуска компьютера после окончания начальной проверки ([[Power-on self-test]] — POST) [[Базовая система ввода-вывода]] (BIOS) загружает «код MBR» в оперативную память (в [[IBM PC]] обычно с адреса 0000:7c00) и передаёт управление находящемуся в MBR загрузочному коду.

== Роль и место MBR в загрузке компьютера (для архитектуры x86) ==
{{Нет источников в разделе|дата=2024-08-28}}
В процессе загрузки компьютера [[x86]] вначале всегда отрабатывается [[BIOS]]. На этой стадии, кроме тестирования и [[Инициализация|инициализации]] оборудования компьютера, происходит также и выбор устройства, с которого будет происходить дальнейшая загрузка. Это может быть дискета, жёсткий диск, сетевой ресурс, встроенное [[Постоянное запоминающее устройство|ПЗУ]] или любое иное устройство (алгоритм выбора загрузочного устройства может быть различным и зависит от реализации BIOS). После выбора загрузочного устройства BIOS полностью передаёт этому устройству управление всей дальнейшей загрузкой.

В случае, если устройство имеет только один раздел (как, например, дискета или сетевая загрузка), выбор однозначен, и загрузка продолжается сразу с этого устройства. Однако, если устройство содержит несколько разделов, каждый из которых потенциально может быть загрузочным (как, например, в случае жёстких дисков), то возникает неопределённость: с какого именно раздела производить загрузку. Для разрешения неоднозначности по выбору раздела было предложено вынести этот вопрос из ве́дения BIOS и передать этот выбор самому устройству. Возникла идея использовать для этого небольшую программу, записанную на самом носителе, которая и осуществляла бы данный выбор. Так появилась концепция MBR.

Таким образом, потенциальное наличие нескольких загрузочных разделов, среди которых необходимо осуществить выбор — это ключевой момент в необходимости появления и отработки MBR. Для устройств с единственным (или однозначно заданным) загрузочным разделом концепция MBR лишена смысла и не используется.

=== Развитие MBR ===
Иногда в MBR, кроме основной функции (выбора раздела), включаются также и другие функции, например, авторизация. Но это уже расширение и дополнение к основной функции и задаче MBR. Такие системы не получили широкого распространения.

=== Другие (не x86) системы ===
В связи с тем, что на других системах применяются иные архитектурные решения (начиная от активации «железа» и заканчивая загрузкой ОС), концепция MBR может быть к ним неприменима.

== Стандартизация MBR ==
{{Нет АИ в разделе|дата=2024-08-28}}
Утверждённого стандарта на структуру MBR не существует, однако, есть «сложившиеся традиции», которых придерживается большинство MBR от разных производителей.

=== Наиболее распространённый формат MBR ===
Наиболее распространённый формат MBR — это формат [[Windows]]. В начале загрузочной записи стоит название текущей файловой системы (например, [[FAT|FAT32]] или [[NTFS]]). Далее содержится информация о четырёх [[Раздел диска|разделах диска]], ссылка на загрузчик и сигнатура 0x55AAh. В случае отсутствия загрузчика, например, в [[Windows XP]] выдаётся сообщение «NTLDR is missing / compressed» (в зависимости от ситуации — загрузчик удалён или сжат). «Press CTRL+ALT+DEL to restart.» Также если диск нечитаемый, выдаётся сообщение «A disk read error occurred. Press CTRL+ALT+DEL to restart». В зависимости от типа загрузчика выдаются разные сообщения.

=== Иные форматы MBR ===
Загрузчики, отличные от стандартных [[Windows]]-загрузчиков, могут использовать всё пространство между MBR и первым разделом (около 32 кБ; 1-й-62-й секторы) для собственных целей. В таких случаях под MBR понимают весь загрузочный код, а для выделения именно первых 512 байт говорят, что они расположены в MBS (Master Boot Sector) — главном загрузочном секторе.

Для операционных систем [[Microsoft]] понятия MBR и MBS совпадают, так как вся MBR содержится в MBS, хотя это не совсем правильно, так как под MBR подразумевают данные, а под MBS — физический сектор.

=== Алгоритм загрузки компьютера с использованием MBR ===

==== BIOS (до MBR) ====
* BIOS проводит начальную инициализацию оборудования ([[POST (аппаратное обеспечение)|POST]]).
* BIOS определяет, с какого устройства производить дальнейшую загрузку: дискета, флеш-накопитель, жёсткий диск и т. д. (выбор устройства зависит от версии и от настроек BIOS)
: [в данном описании рассматривается только случай загрузки с жёсткого диска].
* BIOS считывает один сектор (512 байт), то есть непосредственно MBR, который находится по адресу: «цилиндр 0, головка 0, сектор 1»<ref>Здесь указан адрес в адресации CHS, в адресации LBA он соответствует сектору с номером 0.</ref>, и помещает его в область памяти по физическому адресу 0x7C00.
* BIOS проверяет, что этот сектор оканчивается сигнатурой 0АА55h (байты 55h,0AAh).
: [если это не так, то управление возвращается обратно в BIOS].
* BIOS передаёт управление по физическому адресу 0x7C00 (то есть сектору MBR), предварительно записав в регистр DL номер диска, с которого этот сектор считан. Для первого жёсткого диска это значение будет равно 80h (128 в десятичной системе), для дисковода A: равно 0. Кроме того, Plug-n-Play BIOS может записать в регистры ES:DI указатель на структуру «$PnP».

==== MBR ====
Выбор загрузочного раздела и проверка целостности MBR:
* MBR копирует себя на другой адрес, чтобы освободить место для загрузчика ОС (к примеру, MBR фирмы Microsoft копирует себя на адрес 0000:0600).
* MBR просматривает по очереди все [[#Таблица разделов|записи о разделах]] и ищет первую запись об «активном» («загрузочном») разделе (то есть ищет раздел, отмеченный как 80h).
* В случае успеха (раздел, помеченный как 80h — найден) MBR запоминает номер этого раздела. Если просмотрены все 4 записи и не найден раздел, помеченный как 80h, то вызывается INT 18h (отображается сообщение об ошибке посредством вызова BIOS программного прерывания 18h). Это возвращает управление обратно в BIOS, что может приводить либо к загрузке BASIC, либо к повторной попытке загрузить систему с диска, либо к перезагрузке компьютера — в зависимости от версии и реализации BIOS.
* MBR просматривает все оставшиеся записи и проверяет, что это единственный активный раздел (что больше разделов, помеченных 80h, на данном физическом диске не существует). Если находятся другие разделы, помеченные 80h (и/или хотя бы один раздел содержит неправильную метку), то MBR выводит сообщение об ошибке (обычно это что-то типа «Invalid partition table»), после чего система зависает в бесконечном цикле, из которого можно выйти только перезагрузкой компьютера. На этом заканчивается проверка MBR и начинается подготовка к загрузке ОС.
* MBR считывает [[Загрузочный сектор|первый сектор]] [[Логический диск|логического диска]] или раздела (VBR — Volume Boot Record, или Volume Boot Sector), помеченного как «загрузочный» (80h), и помещает этот сектор по физическому адресу 0x7C00.
* MBR проверяет, что данный сектор заканчивается сигнатурой 55AAh. Если этой сигнатуры в этом месте нет, то выводится сообщение «Missing operating system» и компьютер подвисает, требуется перезагрузка.
* MBR передаёт управление загрузочному сектору выбранного раздела диска.

==== Загрузочный сектор логического диска (VBR) (после MBR) ====
Загрузочный сектор зависит от типа файловой системы на логическом разделе диска и содержит код, выполняющий нахождение и загрузку собственно операционной системы на данном типе файловой системы.

== Структура MBR ==
{{Нет АИ в разделе|дата=2024-08-28}}
{| class="wikitable"
|+ Классическая структура главной загрузочной записи (MBR)
|-
! Смещение
! Длина, байт
! colspan="2" | Описание
|-
| 0000h || 446 || colspan="2" | [[машинный код|Код]] загрузчика
|-
| 01BEh || 16 || Раздел 1 || rowspan="4" | Таблица разделов
|-
| 01CEh || 16 || Раздел 2
|-
| 01DEh || 16 || Раздел 3
|-
| 01EEh || 16 || Раздел 4
|-
| 01FEh || 2 || colspan="2" | Сигнатура (55h AAh)
|-
|}

=== Код загрузчика ===
После завершения процедуры [[POST (аппаратное обеспечение)|POST]] в [[RAM|ОЗУ]] по физическому адресу 0x7C00 записывается код [[Загрузчик ОС|загрузчика]] (первые 446 байт из нулевого сектора диска), после чего ему передаётся управление. Задача этого кода — проанализировать таблицу разделов [[Жёсткий диск|жёсткого диска]], затем передать управление второму загрузочному коду, который может находиться или в начале активного раздела, или на специальной области диска (эта область не занята файловыми системами и обычно является группой секторов № 1-№ 62, разделы на диске обычно начинаются с сектора № 63). Второй загрузчик уже умеет читать хотя бы одну файловую систему, и его задача — передать управление файлам из файловой системы ОС для запуска ОС.

Примеры:
* Загрузчик Windows поступает первым способом: он передаёт управление второму загрузчику [[NTLDR]] ([[bootmgr]], начиная с Windows Vista/Server 2008), который находится в начале активного Windows-раздела. Далее второй загрузчик обеспечивает поддержку файловой системы и запускает необходимые для дальнейшей загрузки ОС файлы.
* [[Загрузчик GRUB]] (нашедший популярность в Linux-дистрибутивах) использует второй способ: он передаёт управление второму загрузчику, который расположен в группе секторов № 1-№ 62. Второй загрузчик ищет корневой Linux-раздел, а на этом разделе ищет файлы конфигурации GRUB (и модули GRUB) для отображения GRUB-меню. При выборе какого-либо пункта в GRUB-меню GRUB действует согласно файлу конфигурации для этого пункта (например, в случае с дистрибутивами Linux в ОЗУ копируется Linux-ядро с [[initrd]] и управление передаётся ядру). Копия первого загрузчика GRUB (446 байт из нулевого сектора диска) находится в файле boot.img, а копия второго загрузчика GRUB (группа секторов № 1 — № 62) находится в файле core.img (собирается при установке GRUB с учётом файловой системы корневого раздела и других факторов).

=== Таблица разделов ===
В таблице разделов хранится информация о типе раздела и его расположении на жёстком диске.

=== Сигнатура ===
Последние два байта MBR называются сигнатурой. Значение этих байтов должно быть 55h AAh. В случае, если это не так, запись считается некорректной.

== Структура описания раздела ==
{| class="wikitable"
|+ Структура описания раздела
|-
! Смещение !! Длина, байт !! Описание
|-
| 00h || 1 || Признак активности раздела
|-
| 01h || 1 || Начало раздела — головка
|-
| 02h || 1 || Начало раздела — сектор (биты 0—5), цилиндр (биты 6, 7)
|-
| 03h || 1 || Начало раздела — цилиндр (старшие биты 8, 9 хранятся в байте номера сектора)
|-
| 04h || 1 || Код типа раздела
|-
| 05h || 1 || Конец раздела — головка
|-
| 06h || 1 || Конец раздела — сектор (биты 0—5), цилиндр (биты 6, 7)
|-
| 07h || 1 || Конец раздела — цилиндр (старшие биты 8, 9 хранятся в байте номера сектора)
|-
| 08h || 4 || Смещение первого сектора
|-
| 0Ch || 4 || Количество секторов раздела
|}

=== Признак активности раздела ===
Признак активности раздела показывает, возможно ли загрузить операционную систему с данного раздела. Для стандартных загрузчиков может принимать такие значения:
* 80<sub>16</sub> — раздел активен;
* 00<sub>16</sub> — раздел неактивен;
* другие значения запрещены.

=== Начало раздела / Конец раздела ===
Координаты начала и конца раздела в [[CHS]]-формате (цилиндр, головка, сектор). CHS не позволяет выполнять адресацию более чем к 7,8 ГБ данных, и для адресации к разделам, находящимся за пределами 7,8 ГБ, используется [[LBA]]-адресация.

=== Код типа раздела ===
Код файловой системы, используемой на данном разделе.

{| class="wikitable"
|+ Коды типов разделов
|-
! Код !! Тип раздела
|-
| 00h || Пустая запись (свободное место)
|-
| 01h || FAT-12 (если это логический раздел или раздел расположен в первых 32 мегабайтах диска, иначе используется код 06h)
|-
| 02h || XENIX root
|-
| 03h || XENIX usr
|-
| 04h || FAT-16 до 32 Мбайт (если раздел первичный, то должен находиться в первых физических 32 Мб диска, иначе используется код 06h)
|-
| 05h || Расширенный раздел
|-
| 06h || FAT-16B, а также FAT-16, не попадающий под условия кода 04h и FAT-12, не попадающий под условия кода 01h
|-
| 07h || IFS, HPFS, '''NTFS''', exFAT (и некоторые другие — тип определяется по содержимому загрузочной записи)
|-
| 08h || AIX
|-
| 09h || AIX загрузочный
|-
| 0Ah || OS/2 Boot-менеджер, OPUS
|-
| 0Bh || FAT-32
|-
| 0Ch || FAT-32X (FAT-32 с использованием LBA)
|-
| 0Dh || Зарезервирован
|-
| 0Eh || FAT-16X (FAT-16 с использованием LBA) (VFAT)
|-
| 0Fh || Расширенный раздел LBA (то же что и 05h, с использованием LBA)<ref>{{cite web
|publisher = Microsoft, Inc.
|url = http://support.microsoft.com/kb/69912/en-us
|title = MS-DOS Partitioning Summary
|access-date = 2011-12-12
|lang = en
|archive-url = https://www.webcitation.org/63raCAhir?url=http://support.microsoft.com/kb/69912/en-us
|archive-date = 2011-12-12
}}</ref>
|-
| 10h || OPUS
|-
| 11h || Скрытый FAT (аналогичен коду 01h)
|-
| 12h || Compaq, Сервисный раздел
|-
| 14h || Скрытый FAT (аналогичен коду 04h)
|-
| 15h || Скрытый расширенный раздел (аналогичен коду 05h)
|-
| 16h || Скрытый FAT (аналогичен коду 06h)
|-
| 17h || Скрытый раздел HPFS/NTFS/IFS/exFAT
|-
| 18h || AST SmartSleep
|-
| 19h || OFS1
|-
| 1Bh || Скрытый раздел FAT-32 (см. 0Bh)
|-
| 1Ch || Скрытый раздел FAT-32X (см. 0Ch)
|-
| 1Eh || Скрытый раздел FAT-16X (VFAT) (см. 0Eh)
|-
| 1Fh || Скрытый расширенный раздел LBA (см. 0Fh)
|-
| 20h || OFS1
|-
| 21h || FSo2
|-
| 22h || Расширенный раздел FS02
|-
| 24h || NEC DOS
|-
| 25h || Windows Mobile IMGFS
|-
| 27h || Скрытый NTFS (Раздел восстановления системы)
|-
| 28h || Зарезервирован для FAT-16+
|-
| 29h || Зарезервирован для FAT-32+
|-
| 2Ah || AFS (AthFS)
|-
| 35h || JFS
|-
| 38h || THEOS 3.2
|-
| 39h || Plan 9
|-
| 3Ah || THEOS 4
|-
| 3Bh || Расширенный раздел THEOS 4
|-
| 3Ch || Partition Magic, NetWare
|-
| 3Dh || Скрытый раздел NetWare
|-
| 40h || Venix 80286, PICK R83
|-
| 41h || Старый Linux/Minix, PPC PReP Boot
|-
| 42h || Старый своп Linux, SFS, раздел на динамическом диске в Windows (Dynamic Disk)
|-
| 43h || Старый Linux
|-
| 4Ah || ALFS
|-
| 4Ch || A2 (Aos)
|-
| 4Dh || QNX4.x
|-
| 4Eh || QNX4.x 2-я часть
|-
| 4Fh || QNX4.x 3-я часть
|-
| 50h || OnTrack DM (только чтение)
|-
| 51h || OnTrack DM6 (чтение и запись)
|-
| 52h || CP/M
|-
| 53h || OnTrack DM6 Aux3
|-
| 54h || OnTrack DM6 DDO
|-
| 55h || EZ-Drive
|-
| 56h || Golden Bow
|-
| 56h || Novell VNDI
|-
| 5Ch || Priam Edisk
|-
| 61h || SpeedStor
|-
| 62h || GNU HURD
|-
| 63h || UNIX
|-
| 64h — 69h || NetWare
|-
| 77h || VNDI, M2FS, M2CS
|-
| 78h || XOSL
|-
| 7Fh || Данный код зарезервирован для исследовательских или учебных проектов
|-
| 80h || MINIX (старый)
|-
| 81h || MINIX
|-
| 82h || Linux swap, Sun Solaris (старый)
|-
| 83h || Linux
|-
| 85h || Linux extended (расширенный)
|-
| 86h || Раздел FAT-16 stripe-массива Windows NT
|-
| 87h || Раздел NTFS/HPFS stripe-массива Windows NT
|-
| 8Eh || Раздел LVM
|-
| 93h || Amoeba, скрытый Linux (см. код 83h)
|-
| 94h || Amoeba BBT
|-
| 94h || ISO-9660
|-
| 9Eh || ForthOS
|-
| A5h || Раздел гибернации
|-
| A5h || NetBSD (старый), FreeBSD, BSD/386
|-
| A6h || OpenBSD
|-
| A7h || NeXTSTEP
|-
| A8h || Apple Darwin, Mac OS X UFS
|-
| A9h || NetBSD
|-
| AFh || Mac OS X HFS и HFS+, ShangOS
|-
|B1h
|QNX6.x
|-
|B2h
|QNX6.x
|-
|B3h
|QNX6.x
|-
| B6h || Зеркальный master-раздел FAT-16 Windows NT
|-
| B7h || Зеркальный master-раздел NTFS/HPFS Windows NT
|-
| BEh || Solaris 8 загрузочный
|-
| BFh || Solaris
|-
| C2h || Скрытый Linux
|-
| C3h || Скрытый своп Linux
|-
| C6h || Зеркальный slave-раздел FAT-16 Windows NT
|-
| C7h || Зеркальный slave-раздел NTFS Windows NT
|-
| CDh || Дамп памяти
|-
| D8h || CP/M-86
|-
| DAh || Данные — не файловая система
|-
| DBh || CP/M-86
|-
| DDh || Скрытый дамп памяти
|-
| DEh || Dell Utility
|-
| EBh || [[BeFS|BFS]]
|-
| ECh || SkyOS
|-
| EDh || Гибридный GPT
|-
| EEh || GPT
|-
| EFh || Системный раздел UEFI
|-
| F7h || EFAT, SolidState
|-
| FBh || VMFS
|-
| FCh || Своп VMFS
|-
| FEh || LANstep, PS/2 IML
|-
| FFh || XENIX BBT
|-
|}

{{Основная статья| Расширенная загрузочная запись }}
В случае, если используется расширенный раздел, координаты начала раздела указывают на [[EBR]].

{| class="wikitable"
|+ Структура EBR
|-
! Смещение !! Длина !! Описание
|-
| 1BEh || 16 || Указатель на раздел
|-
| 1CEh || 16 || Указатель на следующий EBR
|-
| 1DEh || 32 || Не используется (должно быть заполнено нулями)<ref>Изначально планировалось разместить здесь ещё два указателя на раздел, но это так и не было реализовано.</ref>
|-
| 1FEh || 2 || Сигнатура (55h AAh)
|-
|}

Формат указателей аналогичен MBR.

=== Смещение первого сектора ===
Координаты начала раздела в LBA-координатах. Позволяет выполнять адресацию до 2 ТБ данных.

== Восстановление MBR ==
Если каким-либо образом была потеряна MBR, то её можно восстановить специальными утилитами (например, [[TestDisk]]), которая «просмотрит» весь носитель информации и создаст таблицу разделов.

Пример кода создания резервной копии MBR в unix-подобных системах для диска sda:

dd if=/dev/sda of=mbr.bin bs=512 count=1

Восстановление загрузчика и таблицы разделов:

dd if=mbr.bin of=/dev/sda bs=512 count=1

Восстановление только загрузчика:

dd if=mbr.bin of=/dev/sda bs=446 count=1

== См. также ==
* [[Логический диск]]
* [[Файловая система]]
* [[Раздел диска]]
* [[Загрузчик ОС|Загрузчик операционной системы]]
* [[Загрузочный сектор]]
* [[Начальная загрузка компьютера]]
* [[GUID (таблица разделов)]]
* [[Расширенная загрузочная запись|Расширенная загрузочная запись (EBR)]]

== Примечания ==
{{примечания}}

== Ссылки ==
{{wikibooks|Russian x86 MultiBoot FAQ|Russian x86 MultiBoot FAQ}}
* {{cite web
|url=https://support.microsoft.com/ru-ru/kb/114841
|title=KB114841
|work=Microsoft Windows XP Support/ Windows NT Boot Process and Hard Disk Constraints
|date=
|publisher=Microsoft Knowledge Base
|access-date=2015-12-27}}
* [http://akina.hop.ru/mbr.php3 Главная загрузочная запись — Master Boot Record (MBR)]
* [https://web.archive.org/web/20140102192540/http://tanking.googlecode.com/files/BIOSBootSpecsV1.01.pdf Спецификация «BIOS Boot Specification» от Intel, Phoenix, Compaq]{{ref|en}}

{{Нет источников |дата=2013-12-27}}
{{Аспекты операционных систем}}

[[Категория:Разбиение носителя информации]]
[[Категория:Загрузка компьютера]]

wiki12 - Вклад [ru]

Главная загрузочная запись