【鸟哥】Linux笔记-硬件搭配

在Linux这个系统当中，几乎所有的硬件设备文件都在/dev这个目录内。打印机与软盘呢？分别是/dev/lp0, /dev/fd0。

几个常见的设备与其在Linux当中的文件名：

如果你的机器使用的是跟网际网络供应商 （ISP） 申请使用的云端机器，这时可能会得到的是虚拟机。为了加速，虚拟机内的磁盘是使用仿真器产生， 该仿真器产生的磁盘文件名为 /dev/vd[a-p] 系列的文件名。

更多Linux核心支持的硬件设备与文件名，可以参考如下网页： https://www.kernel.org/doc/Documentation/devices.txt

使用虚拟机学习：

普通的中阶个人计算机的 CPU 微指令集中，就已经整合了硬件虚拟化指令集了！ 所以，随便一台计算机就能够虚拟化出好几台逻辑独立的系统。

由于虚拟化的软件非常之多，网络上也有一堆朋友的教学在。如果你的系统是 windows 系列的话，鸟哥推荐使用 virtualbox 这个软件！ 至于如果你原本就用 Linux 系统，例如 Fedora/Ubuntu 等系列的话，那么建议你使用原本系统内就有的虚拟机管理员来处理即可。目前 Linux 系统大多使用 KVM 这个虚拟化软件就是了。

磁盘和分区

Linux系统是安装在计算机元件的磁盘。

正常的实体机器大概使用的都是 /dev/sd[a-] 的磁盘文件名，至于虚拟机环境下面，为了加速，可能就会使用 /dev/vd[a-p] 这种设备文件名。

磁盘的组成主要有盘片、机械手臂、磁头与主轴马达所组成， 而数据的写入其实是在盘片 上面。盘片上面又可细分出扇区（Sector）与磁道（Track） 两种单位， 其中扇区的物理量设计有两种大小，分别是512Bytes 与 4KBytes。假设磁盘只有一个盘片，那么盘片有点像下面这样：

• MSDOS （MBR） 分区表格式与限制

• 开机管理程序纪录区与分区表则通通放在磁盘的第一个扇区， 这个扇区通常是 512Bytes 的大小 （旧的磁盘扇区都是 512Bytes 喔！），所以说，第一个扇区 512Bytes 会有这两个数据：

• 主要开机记录区（Master Boot Record, MBR）：可以安装开机管理程序的地方，有446 Bytes

• 分区表（partition table）：记录整颗硬盘分区的状态，有64 Bytes。由于分区表就只有64 Bytes而已，最多只能容纳四笔分区的记录， 这四个分区的记录被称为主要（Primary）或延伸（Extended）分区。

• 其实所谓的"分区"只是针对那个64 Bytes的分区表进行设置而已！

• 硬盘默认的分区表仅能写入四组分区信息

• 这四组分区信息我们称为主要（Primary）或延伸（Extended）分区

• 分区的最小单位"通常"为柱面（cylinder）

• 当系统要写入磁盘时，一定会参考磁盘分区表，才能针对某个分区进行数据的处理

分区的好处：

数据安全：例如你要将计算机中Windows的C 盘重新安装一次系统时， 可以将其他重要数据移动到其他分区，例如将邮件、桌面数据移动到D 盘去，那么C 盘重灌系统并不会影响到D 盘！

系统的性能： 由于分区将数据集中在某个柱面的区段，例如上图当中第一个分区位于柱面号码1~100号，如此一来当有数据要读取自该分区时， 磁盘只会搜寻前面1~100的柱面范围，由于数据集中了，将有助于数据读取的速度与性能！

在上图当中，我们知道硬盘的四个分区记录区仅使用到两个，P1为主要分区，而P2则为延伸分区。请注意， 延伸分区的目的是使用额外的扇区来记录分区信息，延伸分区本身并不能被拿来格式化。 然后我们可以通过延伸分区所指向的那个区块继续作分区的记录。

由于第一个扇区所记录的分区表与MBR是这么的重要，几乎只要读取硬盘都会先由这个扇区先读起。 因此，如果整颗硬盘的第一个扇区（就是MBR与partition table所在的扇区）物理实体坏掉了，那这个硬盘大概就没有用了！ 因为系统如果找不到分区表，怎么知道如何读取柱面区间呢？

不过，在磁盘管理工具上面， fdisk 这个老牌的软件并不认识 GPT 喔！要使用 GPT 的话，得要操作类似 gdisk 或者是 parted 指令才行！

另外，开机管理程序方面， grub 第一版并不认识 GPT 喔！得要 grub2 以后才会认识的！

并不是所有的操作系统都可以读取到 GPT 的磁盘分区格式喔！同时，也不是所有的硬件都可以支持 GPT 格式喔！是否能够读写 GPT 格式又与开机的检测程序有关！ 那开机的检测程序又分成啥鬼东西呢？就是 BIOS 与 UEFI 啦！

开机流程中的 BIOS 与 UEFI 开机检测程序

由于操作系统会控制所有的硬件并且提供核心功能， 因此我们的计算机就能够认识硬盘内的文件系统，并且进一步的读取硬盘内的软件文件与执行该软件来达成各项软件的执行目的。基本上，目前的主机系统在载入硬件驱动方面的程序，主要有早期的 BIOS 与新的 UEFI 两种机制。

BIOS 搭配 MBR/GPT 的开机流程

• BIOS与CMOS两个东西， CMOS是记录各项硬件参数且嵌入在主板上面的储存器，BIOS则是一个写入到主板上的一个固件（再次说明， 固件就是写入到硬件上的一个软件程序）。这个BIOS就是在开机的时候，计算机系统会主动执行的第一个程序了！
• 以硬盘为例，BIOS会依据使用者的设置去取得能够开机的硬盘， 并且到该硬盘里面去读取第一个扇区的MBR位置。 MBR这个仅有446 Bytes的硬盘容量里面会放置最基本的开机管理程序， 此时BIOS就功成圆满，而接下来就是MBR内的开机管理程序的工作了。

简单的说，整个开机流到操作系统之前的动作应该是这样的：

1. BIOS：开机主动执行的固件，会认识第一个可开机的设备；
2. MBR：第一个可开机设备的第一个扇区内的主要开机记录区块，内含开机管理程序；
3. 开机管理程序（boot loader）：一支可读取核心文件来执行的软件；
4. 核心文件：开始操作系统的功能...

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Tips 由于 LBA0 仅提供第一阶段的开机管理程序码，因此如果你使用类似 grub 的开机管理程序的话，那么就得要额外分区出一个" BIOS boot "的分区， 这个分区才能够放置其他开机过程所需的程序码！在 CentOS 当中，这个分区通常占用 2MB 左右而已。

由上面的说明我们会知道，BIOS与MBR都是硬件本身会支持的功能，至于Boot loader则是操作系统安装在MBR上面的一套软件了。由于MBR仅有446 Bytes而已，因此这个开机管理程序是非常小而美的。 这个boot loader的主要任务有下面这些项目：

• 提供菜单：使用者可以选择不同的开机项目，这也是多重开机的重要功能！
• 载入核心文件：直接指向可开机的程序区段来开始操作系统；
• 转交其他loader：将开机管理功能转交给其他loader负责。

总结：

• 每个分区都拥有自己的开机扇区（boot sector）
• 图中的系统盘为第一及第二分区，
• 实际可开机的核心文件是放置到各分区内的！
• loader只会认识自己的系统盘内的可开机核心文件，以及其他loader而已；
• loader可直接指向或者是间接将管理权转交给另一个管理程序。

有道理啊！

看到这我就放心了，鸟哥贴心，知道我真的记不下来这么多。。。

UEFI BIOS 搭配 GPT 开机的流程

-----------------------5.31的磁盘分区先学到这------------------------------------------------------