1. 获取安装的磁盘数
在物理地址 0x475 处存储着主机上安装的硬盘的数量，它是由 BIOS 检测并写入的。因此当我们使用 bochs 配置好磁盘，准备调试的时候，可以先看看此处内存存储的磁盘数。如下即可查看
1 | xp/b 0x475 |
2. 创建磁盘分区表
文件系统是运行在操作系统中的软件模块，是操作系统提供的一套管理磁盘文件读写的方法和数据组织、存储形式。他的管理对象是文件，管辖范围是分区，因此他建立在分区的基础上，每个分区都可以有不同的文件系统。
分区：是由多个编号连续的柱面组成，因此分区在物理上的表现是由某段范围内的所有柱面组成的通心环。分区不能垮柱面，一个柱面只属于一个分区，分区的起始和终止都落在完整的柱面上。分区大小等于“每柱面上的扇区数”乘以“柱面数”。
1 | 磁盘容量 = 单片容量 * 磁头数 |
一般情况下，每磁道扇区数都是 63，扇区大小都是 512，柱面数和磁头数取决于实际配置。因此：
1 | 柱面数 * 磁头数 = 硬盘容量 / 63 / 512 |
每个分区都有“描述符”来描述分区本身所在硬盘上的起止界限等信息，在硬盘的 MBR 中有个 64 字节“固定大小”的数据结构，称为“分区表”。分区表的每个表项大小是 16 字节，因此分区表可以容纳 4 个表项，这也就是硬盘仅支持 4 个分区的原因。
分区表的长度并不是由结构本身限制，而是由所在的位置限制，他必须存在于 MBR 引导扇区或 EBR 引导扇区中。在这 512 字节中，前 446 字节是硬盘的参数和引导程序，然后才是 64 字节的分区表，最后是 2 字节的魔数 0x55aa。
在分区描述符中有属性是文件系统 id，表示文件系统的类型。为了支持更多的分区，专门增加一种属性值（id 为5），用来表示该分区可被再次划分成更多的子分区，这就是逻辑分区。
这 4 个分区都可以作为扩展分区（逻辑分区），扩展分区是可选项，可以没有，最多只有 1 个。如果有，其他 3 个区称为主分区。1 个扩展分区理论上可以划分出任意多的子扩展分区。但一般硬件有限制，比如 ide 硬盘只支持 63 个分区，scsi 硬盘只支持 15 个分区。
可以使用 fdisk 来设置硬盘的分区。
3. 磁盘分区表浅析
磁盘分区表（Disk Partition Table）简称 DPT。有 4 个表项。是由多个分区元信息组成的表，表中每一个表项都对应一个分区，主要记录各分区的起始扇区地址，大小界限等
最初的磁盘分区表位于 MBR 引导扇区，这 512 字节内容由 3 部分组成：
1 | 0 - 0x1BD 总共 446 字节，存放主引导记录MBR |
分区需要占用完整的柱面，但 MBR 引导扇区位于 0 盘 0 道 1 扇区，因此 MBR 所在的磁道就不能划入分区了，因此分区起始地址要偏移磁盘 1 个磁道的大小。并且 0 磁道剩余的 63 个扇区操作系统一般不会去用他了。
如何设计扩展分区的分区表呢？
既要兼容固定长度为 4 个分区的分区表，又要突破固定分区数的限制。将这个扩展分区视为总扩展分区，将他划分成多个子扩展分区，每个子扩展分区“在逻辑上”相当于硬盘，因此每个子扩展分区都可以有一个分区表。虽然每个分区表长度为4，但允许有无限多个分区表。扩展分区表采用链式结构。
每个子扩展分区的空间并不是只有逻辑分区，在每个子扩展分区中最开始的扇区（称为 EBR 引导扇区）用于存储此子扩展分区中的分区表。他的结构和 MBR 一致。因此那个磁道剩余的扇区也不会再使用，其余部分才会作为存储数据的逻辑分区。MBR 也即扩展引导记录。
每个子扩展分区都有一个 EBR，EBR 中分区表的第一分区表项用来描述所包含的逻辑分区的元信息，第二分区表项用来描述下一个子扩展分区的地址，第三、四表项未用到。值得一提的是，这个第一分区表项指向该逻辑分区的最开始的扇区，此扇区称为操作系统引导扇区，即 OBR 引导扇区。
如下是分区表项结构：
注意：MBR、EBR 不属于分区之内，不属于操作系统管理的范围。而 OBR 引导扇区位于分区（主分区和逻辑分区）最开始的扇区，属于操作系统管理的范围。因此操作系统通常往 OBR 引导扇区中添加内核加载器的代码，供 MBR 调用以实现操作系统的自举，总之，OBR 引导扇区中绝不包含分区表。
总结一下：总扩展分区被直接拆分成多个子扩展分区，子扩展分区又被拆分成 EBR引导扇区、空闲扇区、逻辑分区三部分。
4. 分区实验
我们创建了一块 80M 的磁盘： bximage -q -func="create" -hd=80 -imgmode="flat" -sectsize=512 hd80M.img
然后进行分区：echo "n\np\n1\n\n+4M\nn\ne\n2\n\n\nn\n\n+5M\nn\n\n+6M\nn\n\n+7M\nn\n\n+8M\nn\n\n+9M\nn\n\n\nw\n" | fdisk ./hd80M.img
查看分区：
1 | Device Boot Start End Sectors Size Id Type |
其中 ./hd80M.img1 是主分区，./hd80M.img2 是总扩展分区，其他的是子扩展分区。
因此，我们看此物理磁盘第一个扇区的分区表，分区表 64 字节，存放在 0x1BE - 0x1FD
1 | # xxd -a -s 0 -l 512 hd80M.img |
分区表项占用 16 字节，因此：
- 第一个分区表项是：
0020 2100 83a2 2200 0008 0000 0020 0000 - 第二个分区表项是：
00a2 2300 0529 3f0a 0028 0000 e055 0200
第一个分区表项是主分区，分区类型是 0x83，扇区数 0x 0000 2000 => 8192。偏移扇区数是：0x0000 0800 => 2048
第二个分区表项是总扩展分区，分区类型是 0x05，扇区数 0x 0002 55e0 => 153056。偏移扇区数是：0x0000 2800 => 10240。就是对应到 ./hd80M.img2，他就是总扩展分区。
第三、四个分区表项未使用，所以全为 0。
好，如上是 MBR 引导扇区的分区表，接下来再来解析扩展分区的分区表。扩展分区中的所有分区表被组织成单向链表。通过总扩展分区的偏移扇区数，计算出总扩展分区中第一个扇区位置：0x2800 * 512 => 0x500000，这个扇区就是总扩展分区的分区表。
1 | xxd -a -s 0x500000 -l 512 hd80M.img |
我们知道，扩展分区的分区表，第一个分区表项是用来描述所包含的逻辑分区的元信息，第二分区表项用来描述下一个子扩展分区的地址，第三、四表项未用到。分区表项位置：0x500000 + 446 => 0x5001be 因此：
- 扩展分区的分区表中，第一个分区表项是：
0x00c3 0400 8366 2501 0008 0000 0028 0000。偏移扇区数：0x0000 0800 => 2048。扇区数：0x0000 2800 => 10240，对应到./hd80M.img5分区。他就是子扩展分区，又称为逻辑分区。 - 扩展分区的分区表中，第二个分区表项是：
0x0066 2601 054b 0902 0030 0000 0038 0000。偏移扇区数：0x0000 3000 => 12288。扇区数：0x0000 3800 => 14336。
注意：子扩展分区是在总扩展分区中创建的，子扩展分区的偏移扇区理应以总扩展分区的绝对扇区 LBA 地址为基准，因此，子扩展分区的绝对扇区 LBA 地址 = 总扩展分区绝对扇区 LBA 地址 + 子扩展分区的偏移地址。分区起始偏移扇区是一个相对量。
我们通过这个信息来看下一个子扩展分区的地址，绝对偏移地址：(0x2800 + 0x3000) * 512 => 0xb0 0000
1 | # xxd -a -s 0xb00000 -l 512 hd80M.img |
第二个子扩展分区的分区表如上，我们来看分区表项，同样的，第三、四分区表项不使用
- 第一个分区表项：
0x0087 0701 834b 0902 0008 0000 0030 0000。偏移扇区数：0x0000 0800 => 2048，扇区数：0x0000 3000 => 12288。对应到子扩展分区./hd80M.img6 - 第二个分区表项：
0x004b 0a02 0550 0d03 0068 0000 0040 0000。分区类型：0x05，偏移扇区数：0x0000 6800 => 26624，扇区数：0x0000 4000 => 16384。
好，我们继续计算下一个子扩展分区的地址，绝对偏移地址：(0x2800 + 0x6800) * 512 => 0x120 0000 。
1 | # xxd -a -s 0x1200000 -l 512 hd80M.img |
第三个子扩展分区的分区表如上：
- 第一个分区表项：
0x006b 2a02 8350 0d03 0008 0000 0038 0000。偏移扇区数：0x0000 0800 => 2048，扇区数：0x0000 3800 => 14336。对应到子扩展分区./hd80M.img7 - 第二个分区表项：
0x0050 0e03 0575 3104 00a8 0000 0048 0000。偏移扇区数：0x0000 a800 => 43008，扇区数：0x0000 4800 => 18432
好，我们继续计算下一个子扩展分区的地址，绝对偏移地址：(0x2800 + 0xa800) * 512 => 0x1a0 0000
1 | # xxd -a -s 0x1a00000 -l 512 hd80M.img |
第 4 个子扩展分区的分区表如上：
- 第一个分区表项：
0x0070 2e03 8375 3104 0008 0000 0040 0000。偏移扇区数：0x0000 0800 => 2048，扇区数：0x0000 4000 => 16384。对应到子扩展分区./hd80M.img8 - 第二个分区表项：
0x0075 3204 05bb 3605 00f0 0000 0050 0000。偏移扇区数：0x0000 f000 => 61440，扇区数：0x0000 5000 => 20480
继续计算下一个子扩展分区的地址，绝对偏移地址：(0x2800 + 0xf000) * 512 => 0x230 0000
1 | # xxd -a -s 0x2300000 -l 512 hd80M.img |
第 5 个子扩展分区的分区表如上：
- 第一个分区表项：
0x0096 1304 83bb 3605 0008 0000 0048 0000。偏移扇区数：0x0000 0800 => 2048，扇区数：0x0000 4800 => 18432。对应到的子分区：./hd80M.img9 - 第二个分区表项：
0x00bb 3705 0529 3f0a 0040 0100 e015 0100。偏移扇区数：0x0001 4000 => 81920，扇区数：0x0001 15e0 => 71136
继续计算下一个子扩展分区的地址，绝对偏移地址：(0x2800 + 0x14000) * 512 => 0x2d0 0000
1 | # xxd -a -s 0x2d00000 -l 512 hd80M.img |
第 6 个子扩展分区的分区表如上：
- 第一个分区表项：
0x00dc 1805 8329 3f0a 0008 0000 e00d 0100。偏移扇区数：0x0000 0800 => 2048，扇区数：0x0001 0de0 => 69088。对应的子区：./hd80M.img10 - 由于后续再无分区，所以没有后续分区表项
此时，我们拆分了所有的分区表。接下来我们以一张图来展示这块物理硬盘，分区后的布局图：
