class="22000"> 作者:　Andries　Brouwer,　[email protected]
译者:　Asd　L.　Chen,　[email protected]
v1.0,　26　June　1996　翻译日期:　10-13　November　1997　


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所有有关　disk　geometry　及　1024　cylinder　的限制．　
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1.　问题所在
假如你的磁碟超过　1024　个磁簇(cylinders)．　还有,　假如你的作业系统使用基本输出入系统(BIOS)．那麽你会遇到一个问题,　因为一般磁碟输出入／输入所使用的　INT13　BIOS　介面以一个　10　位元(bit)　的栏位来操作磁簇,　所以无法存取第　1024　及之後的磁簇．　

幸运的是,　Linux　不使用　BIOS,　所以没有问题．　

话是这麽说,　但有两件事例外:　

(1)　当你在启动系统时,　Linux　还没开始执行所以无法让你避免这个问题．这对　LILO　以及类似的启动载入程式(boot　loaders)有些影响．　

(2)　使用磁碟的所有作业系统必须同意分割区的位置．换句话说,　如果你在一颗磁碟上使用　Linux　以及,　例如　DOS,　那麽两者必须以相同的方式解读分割表的资料．这对　Linux　核心以及　fdisk　有些影响.　

底下是对所有相关细节更详细的描述．注意,　我使用　2.0.8　版核心原始程式做为参考．其它的版本可能有一点点出入．　




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2.　启动
当系统启动时,　BIOS　从第一个磁碟(或从软碟)读取磁区　0　(一般通称的　MBR　-　Master　Boot　Record,　主启动磁区)并跳至在该处的程式码　-　通常是一些启动载入程式(bootstrap　loader)．这些小小的启动程式一般不会有自己的磁碟驱动程式而会使用　BIOS　所提供的服务．这意谓著只有整个　Linux　核心都位於开头的　1024　个磁簇内时才能够被启动．　

这个问题很容易解决:　确定核心(也许还包括其它启动时用到的档案,　像是　LILO　map　档)　是放在一个　BIOS　可以存取的到,　全都在开头的　1024　个磁簇内的分割区里　-　这可以(可能)是第一个或第二个磁碟．　

另一点是启动载入程式与　BIOS　必须同意彼此对磁碟逻辑(geometry)上的看法．给　LILO　`linear'　这个选项参数可能会有些帮助．细节後述．　




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3.　磁碟　geometry　以及分割区
如果你的磁碟上有好几种作业系统,　每一种使用一个或多个分割区．那麽对於分割区位於何处不同的看法可能导致灾难性的後果．　

MBR　中包含一个分割表描述分割区(主分割区:　primary)　在那里．有四个表格给四个主要分割区使用,　它们看起来像　

struct　partition　{
　　　　　　　　char　active;　　　　/*　0x80:　bootable,　0:　not　bootable　*/
　　　　　　　　char　begin[3];　　/*　CHS　for　first　sector　*/
　　　　　　　　char　type;
　　　　　　　　char　end[3];　　　　/*　CHS　for　last　sector　*/
　　　　　　　　int　start;　　　　　　/*　32　bit　sector　number　(counting　from　0)　*/
　　　　　　　　int　length;　　　　　/*　32　bit　number　of　sectors　*/
};

(其中　CHS　是磁簇／磁头／磁区:　Cylinder/Head/Sector　的缩写)　
因此,　有项资讯是重覆的:　分割区的位置可以由　24　位元的　begin　以及　end　栏位,　和　32　位元的　start　以及　length　栏位给定．　

Linux　只使用　start　以及　length　栏位,　故最多可以处理包含　2^32　个磁区的分割区,　也就是,　最大　2　TB　的分割区．这是现今磁碟机的两百倍,　所以也许足够往後十年的需求．　

不幸的是,　BIOS　INT13　呼叫使用三个位元组的　CHS　编码,　10　个位元作为磁簇号码,　8　个位元作为磁头号码,　及　6　个位元作为磁轨上的磁区号码．可能的磁簇号码是　0-1023,　可能的磁头号码是　0-255,　而磁轨上可能的磁区号码为　1-63(是的,　磁轨上的磁区是由　1　起算,　不是　0)．以这　24　位元最多可以定址　8455716864　个位元组(7.875　GB),　这是　1983　年磁碟机的两百倍．　

更不幸的是,　标准的　IDE　介面容许　256　个磁区／磁轨,　65536　个磁簇以及　16　个磁头．它自己本身可以存取　2^37　=　137438953472　个位元组(128　GB),　但是加上　BIOS　方面　63　个磁区与　1024　个磁簇的限制後只剩　528482304　个位元组(504　MB)可以定址的到．　

这不足以应付现今的磁碟,　人们使用各种硬体或软体上的方法来克服．　




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4.　转换与磁碟管理程式
没有人对磁碟的'真实'　geometry　有兴趣．磁轨的磁区数通常是变动的　-　接近磁碟外围的磁轨有比较多的磁区　-　所以没有'真实'的每磁轨磁区数．对於使用者而言最好是把磁碟当作编号　0,1,...,　的磁区组合成的线性阵列,　让控制器去找出磁区究竟位於磁碟的那里．　

此线性编号一般通称为　LBA．对於　geometry　为　(C,H,S)　的磁碟而言属(c,h,s)　的线性位址为　c*H*S+h*S+(s-1)．所有　SCSI　控制器都使用　LBA,　某些　IDE　控制器也是．　

如果　BIOS　把这　24　个位元(c,h,s)　转换成　LBA　并□给懂得　LBA　的控制器,　那麽又可以定址到　7.875　GB　．并不足以应付所有的磁碟,　但仍然是个改进．注意此处　BIOS　使用的　CHS,　它不再与'实体'有任何关系．　

当控制器不懂何为　LBA　但是　BIOS　知道如何转换时有些类似的方法可行．(在　BIOS　设定中通常称为　'Large'．)现在　BIOS　将呈现　geometry　为(C',H',S')给作业系统,　而在与磁碟控制器沟通时则使用(C,H,S)．通常　S=S',　C'=C/N　而　H'=H*N,　其中　N　是确保　C'<=1024　之　2　的最小次方(所以　C'=C/N　时舍去的数浪费少许容量)．再一次,　这允许存取最多达　7.875　GB．　

如果　BIOS　不知道　'Large'　或是　'LBA',　那麽还是有软体的解决方案．像是　OnTracker　或　EZ-Drive　这些个磁碟管理程式会以它们自己的函式(routines)替换掉　BIOS　的．通常这是藉由将磁碟管理程式放在　MBR　及其後几个磁区(OnTrack　称这些程式码为　DDO:　Dynamic　Drive　Overlay　)来达成的,　所以它会在任何其它作业系统之前被启动．这也就是为什麽在安装磁碟管理程式後从软碟启动可能会出问题．　

这影响可能多於或少於　BIOS　转换　-　但特别是在相同的磁碟上跑数种不同的作业系统时,　磁碟管理程式可能引起许多问题．　

Linux　从　1.3.14　版开始支援　OnTrack　磁碟管理程式,　从　1.3.29　开始支援　EZ-Drive　．下面有些更进一步的资讯．　




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5.　核心的　IDE　磁碟转换
如果　Linux　侦测到　IDE　磁碟上有某些磁碟管理程式存在,　它将会试著使用与该磁碟管理程式相同的方式来重新对应磁碟,　所以　Linux　看到与,　例如　DOS　配合　OnTrack　或是　EZ-Drive　相同的磁碟分割．然而,　当你在指令列上指定　geometry　时,　就不会做任何的重新对应　-　所以一行　`hd=cyls,heads,secs'　指令列选项可能取消掉与磁碟管理程式的相容．　

此重新对应的方式是尝试　4,8,16,32,64,128,255　磁头数(H*C　保持不变)直到　C　<=　1024　或是　H　=　255．　

细节如下　-　小节的抬头是出现在相对应之启动讯息里的字串．在此以及在这份文件任何其它地方中分割的型态都以十六进位数字表示．　


5.1　EZD　
侦测到　EZ-Drive　,　因为第一个主要分割区型态为　55　．如上述重新对应　geometry,　且忽略从第　0　磁区读入的分割表　-　以第　1　磁区的分割表取代．磁碟的区块号码(block　numbers)　没有改变,　但对磁区　0　的写入会转向磁区　1．此动作可以藉由修改在　ide.c　中的　

#define　FAKE_FDISK_FOR_EZDRIVE　0　
并重新编译核心来改变．　

5.2　DM6:DDO　
侦测到　OnTrack　DiskManager(在第一个磁碟上),　因为第一个主要分割区型态为　54　．如上述重新对应　geometry　而且整个磁碟平移　63　个磁区．　(所以旧的磁区　63　变成磁区　0)然後从新的第　0　磁区读入新的　MBR　(与分割表)．此平移当然是为　DDO　留空间　-　这也就是为什麽其它磁碟不必平移．　


5.3　DM6:AUX　
侦测到　OnTrack　DiskManager(在其它磁碟上),　因为第一个主要分割区型态为　51　或　53．如上述重新对应　geometry　．　


5.4　DM6:MBR　
侦测到某旧版的　OnTrack　DiskManager,　并非藉由分割区型态,　而是签名(signature)．(测试在　MBR　里第　2,3　位元组的偏移值是否不大於　430,