マスターブートレコード

マスターブート レコード( MBR ) は、 IBM PC 互換システムなどでの使用を目的とした、固定ディスクやリムーバブル ドライブなどのパーティション化されたコンピュータの大容量ストレージ デバイスの最初のブロックにあるブート セクターの一種です。MBR の概念は、1983 年にPC DOS 2.0で公式に導入されました。

MBR には、ディスクのセクター (別名「ブロック」) がパーティションに分割される方法に関する情報が保持され、各パーティションには概念的にファイル システムが含まれます。MBR には、インストールされたオペレーティング システムのローダーとして機能する実行可能コードも含まれています。通常は、ローダーの第 2 ステージに制御を渡すか、各パーティションのボリューム ブート レコード (VBR) と組み合わせて使用​​します。この MBR コードは通常、ブート ローダーと呼ばれます。

MBR のパーティション テーブルの構成により、パーティション ディスクの最大アドレス指定可能なストレージ領域は 2  TiB (2 ³²  × 512 バイト)に制限されます。^[1] 32 ビット演算または 4096 バイトのセクターを使用してこの制限をわずかに上げるアプローチは、既存のブート ローダー、ほとんどの MBR 準拠オペレーティング システム、および関連するシステム ツールとの互換性が致命的に損なわれ、厳密に管理されたシステム環境以外で使用すると深刻なデータ破損を引き起こす可能性があるため、公式にはサポートされていません。そのため、新しいコンピューターでは、MBR ベースのパーティション スキームはGUID パーティション テーブル(GPT) スキームに置き換えられつつあります。GPT は、古いシステムに対して限定的な下位互換性を提供するために、MBR と共存できます。

MBR は、フロッピー、スーパーフロッピー、またはそのように動作するように構成されたその他のストレージ デバイスなどのパーティション化されていないメディアには存在しません。また、PC 以外のプラットフォームで使用されるドライブにも必ずしも存在するわけではありません。

パーティション化されたメディアのサポート、およびそれによってマスター ブート レコード (MBR) は、1983 年 3 月に IBM PC DOS 2.0 で導入されました。これは、当時まだFAT12ファイル システムを使用していた、当時新しいIBM パーソナル コンピュータ XTの 10 MBハード ディスクをサポートするためでした。MBR のオリジナル バージョンは、1982 年 6 月に IBM の David Litton によって作成されました。パーティション テーブルは、最大 4 つのプライマリ パーティションをサポートしていました。これは、DOS 3.0 で新しいファイル システムとしてFAT16が導入されたときも変更されませんでした。拡張パーティション(他のパーティションを保持するためのコンテナーとして使用される特別なプライマリ パーティション タイプ) のサポートは、DOS 3.2 で追加され、拡張パーティション内のネストされた論理ドライブはDOS 3.30 で導入されました。MS-DOS、PC DOS、OS/2、および Windows はそれらから起動できなかったため、MBR 形式とブート コードは、1996 年までの DOS および OS/2 の時代を通じて機能的にほとんど変更されていませんでした (一部のサード パーティ実装を除く)。

1996年、Windows 95BおよびMS-DOS 7.10（IBM PC-DOS 7.1と混同しないでください）で、8GBを超えるディスクをサポートするために論理ブロックアドレス（LBA）のサポートが導入されました。ディスクタイムスタンプも導入されました。^[2]これは、MBRがオペレーティングシステムやファイルシステムに依存しないという考えも反映しています。ただし、この設計ルールは、最近のMicrosoftのMBR実装で部分的に妥協され、FAT16BおよびFAT32パーティションタイプ0x06 / 0x0BにCHSアクセスを強制する一方で、 0x0E / 0x0CにはLBAが使用されています。

MBR フォーマットの特定の本質的な詳細に関するドキュメントが不十分な場合があり (互換性の問題が発生することもあった)、PC 互換コンピュータの幅広い人気と数十年にわたる半静的な性質により、事実上の業界標準として広く採用されてきました。これは、他のプラットフォームのコンピュータ オペレーティング システムによってサポートされるほどでした。これは、ブートストラップやパーティション分割のための他の既存またはクロスプラットフォームの標準に加えて使用されることもありました。 ^[3]

ただし、商用オペレーティングシステムで使用される MBR パーティションエントリと MBR ブートコードは、32 ビットに制限されています。^[1]そのため、512 バイトセクター (実セクターまたはエミュレートされたセクター) を使用するディスクで MBR パーティションスキーム (32 ビット演算なし) によってサポートされる最大ディスクサイズは 2 TiB に制限されます。^[1]そのため、2010 年以降に広く利用できるようになった大容量ディスクには、別のパーティションスキームを使用する必要があります。そのため、MBR パーティションスキームは、GUID パーティションテーブル(GPT) に置き換えられつつあります。公式のアプローチでは、保護 MBR を使用することでデータの整合性を確保する以外にほとんど何も行われません。具体的には、GPT スキームもサポートしていないオペレーティングシステムとの下位互換性が提供されません。一方、両方のパーティション スキームでディスクの最初の物理 2 TiB にあるパーティションを「並行して」維持したり、古いオペレーティング システムでも GPT パーティションから起動できるようにしたりするために、サードパーティによって複数の形式のハイブリッド MBR が設計および実装されています。これらのソリューションの現在の非標準の性質により、特定のシナリオでさまざまな互換性の問題が発生します。

MBR は、ドライブの 最初のセクターにある 512バイト以上で構成されます。

次の 1 つ以上の項目が含まれる場合があります:

• ストレージ デバイスのパーティションを記述するパーティション テーブル。このコンテキストでは、ブート セクターはパーティション セクターと呼ばれることもあります。
• ブートストラップ コード: 構成されたブート可能なパーティションを識別し、そのボリューム ブート レコード(VBR)をチェーン ローダーとしてロードして実行するための命令。
• オプションの32ビットディスクタイムスタンプ。^[2]
• オプションの32ビットディスク署名。^{[4] [5] [6] [7]}

IBM PC DOS 2.0FDISKでは、MBR パーティションを設定および維持するためのユーティリティが導入されました。ストレージ デバイスがこの方式に従ってパーティション分割されている場合、その MBR には、パーティションと呼ばれる線形領域の場所、サイズ、およびその他の属性を記述したパーティション テーブルが含まれます。

パーティション自体には、拡張ブートレコード（EBR）、BSDディスクラベル、論理ディスクマネージャメタデータパーティションなど、より複雑なパーティションスキームを記述するデータも含まれる場合があります。^[8]

MBR はパーティション内には配置されていません。デバイスの最初のセクター (物理オフセット 0) にあり、最初のパーティションの前に位置しています。(パーティション化されていないデバイス上または個々のパーティション内にあるブート セクターは、ボリューム ブート レコードと呼ばれます。) コンピューターがDDO BIOS オーバーレイまたはブート マネージャーを実行している場合、パーティション テーブルはデバイス上の別の物理的な場所に移動されることがあります。たとえば、Ontrack Disk Manager は多くの場合、元の MBR コンテンツのコピーを 2 番目のセクターに配置し、その後起動される OS またはアプリケーションから自身を隠すため、MBR コピーは最初のセクターにまだ存在しているかのように扱われます。

慣例により、MBRパーティションテーブルスキームには正確に4つのプライマリパーティションテーブルエントリがありますが、一部のオペレーティングシステムとシステムツールでは、これを5つ（PTS-DOS 6.60 ^[9]およびDR-DOS 7.07のAdvanced Active Partitions（AAP）、8つ（ASTおよびNEC MS-DOS 3.x ^{[10] [11]}およびStorage Dimensions SpeedStor）、さらには16エントリ（Ontrack Disk Manager）に拡張しています。

PC XT時代のハードディスク技術の産物であるパー​​ティション テーブルは、シリンダー、ヘッド、セクター( CHSアドレス指定) の単位を使用してストレージ メディアを細分化します。これらの値は、現代のディスク ドライブの同名のものとは対応しなくなり、物理的にシリンダーやヘッドを持たないソリッド ステート ドライブなどの他のデバイスでは無関係になります。

CHS 方式では、慣例によりセクター インデックスは (ほぼ) 常にセクター 0 ではなくセクター 1 から始まり、7.10 までのすべてのバージョンの MS-DOS/PC DOS のエラーのため、ヘッドの数は一般に 256 ではなく 255 ^[h]に制限されます。CHS アドレスがこれらのフィールドに収まらないほど大きい場合、今日ではタプル(1023、254、63) が一般的に使用されますが、古いシステムや古いディスク ツールでは、シリンダー値が 8 GB 付近の CHS バリアの法でラップされることが多く、あいまいさやデータ破損のリスクが発生します。 (GPT を備えたディスク上の「保護」 MBR が関係する場合、Intel の拡張ファームウェア インターフェイス仕様では、タプル (1023、255、63) を使用する必要があります。) 10 ビットのシリンダー値は、バイト境界ではなく、16 ビットがセクターとシリンダー部分に分割されていた元の/レガシーINT 13h BIOS ディスク アクセス ルーチンへの呼び出しを容易にするために、2 バイト内に記録されます。^[13]

CHSアドレス指定の制限により、^{[16] [17] LBA（}論理ブロックアドレス指定）の使用に移行しました。パーティション長とパーティション開始アドレスは両方とも、32ビットの量としてパーティションテーブルエントリに格納されるセクター値です。セクターサイズは512（2 ⁹）バイトに固定されていると考えられており、チップセット、ブートセクター、オペレーティングシステム、データベースエンジン、パーティションツール、バックアップおよびファイルシステムユーティリティ、その他のソフトウェアを含む重要なコンポーネントの広範囲でこの値がハードコードされていました。2009年末以降、4096バイトセクター（4KnまたはAdvanced Format ）を採用したディスクドライブが利用可能になりましたが、これらのドライブの一部のセクターサイズは、ハードドライブファームウェアでの変換を通じてホストシステムに512バイトとして報告され、512エミュレーションドライブ（ 512e ）と呼ばれていました。

ブロックアドレスとサイズは32ビットを使用してMBRのパーティションテーブルに格納されるため、512バイトセクター（実際またはエミュレート）を持つドライブを使用するパーティションの最大サイズと最高開始アドレスは2 TiB -512バイト（2 199 023 255 040バイトまたは4 294 967 295（2 ³² −1）セクター×512（2 ⁹）バイト/セクター）。^[1]この容量制限を緩和することがGPT開発の主な動機の1つでした。

パーティション情報は開始ブロックアドレスと長さを使用して MBR パーティションテーブルに格納されるため、1 つのパーティションを除くすべてのパーティションが 2 TiB の制限より下に配置され、最後のパーティションがブロック 2 32 −1 またはその近くで開始するように割り当てられ、サイズが最大 2 32 −1 に指定されている場合、512 バイトのセクターを持つディスクに割り当てられたスペースの合計サイズが 4 TiB に近づくようにパーティション^を定義できる可能性があります。これにより、セクターアドレスにアクセスするために 32 ビットではなく 33 ビットを必要とするパーティションが定義されます。ただし、実際には、内部で 64 ビットのセクターアドレスを使用するLinux、FreeBSD、Windows 7 ^{[18]などの特定の}LBA-48対応オペレーティングシステムのみがこれをサポートコード スペースの制約と、32 ビットのみをサポートする MBR パーティション テーブルの性質により、ブート セクターは、LBA-28ではなく LBA-48 をサポートするように有効になっている場合でも、LBA-48 の完全なアドレス範囲をサポートするように特別に設計されているか、64 ビット プラットフォームでのみ実行するように意図されていない限り、32 ビットの計算を使用することがよくあります。内部で 32 ビットのセクター アドレスを使用するブート コードまたはオペレーティング システムでは、このパーティションへのアクセス時にアドレスがラップアラウンドし、すべてのパーティションで重大なデータ破損が発生します。

USB 外付けドライブなど、セクターサイズが512バイト以外のディスクの場合も制限があります。セクターサイズが4096の場合、MBRを使用して定義できるパーティションのサイズが8倍に増加し、最大16 TiB（2 ³²  × 4096バイト）のパーティションを作成できます。^[19] Windows XPよりも新しいバージョンのWindowsでは、Mac OS Xと同様に大きなセクターサイズがサポートされており、Linuxは2.6.31 ^[20]または2.6.32 ^[21]以降で大きなセクターサイズをサポートしていますが、ブートローダー、パーティションツール、およびコンピューターのBIOS実装の問題により、特定の制限があります。^[22]これらは、セクターバッファーに512バイトのみを予約するようにハードワイヤードされていることが多く、セクターサイズが大きいとメモリが上書きされるためです。これによっても予期しない動作が発生する可能性があるため、互換性と標準準拠が問題となる場合は避ける必要があります。

データ ストレージ デバイスが GPT 方式でパーティション分割されている場合、マスター ブート レコードにはパーティション テーブルが含まれますが、その唯一の目的は、GPT の存在を示すことと、MBR パーティション テーブル方式のみを理解するユーティリティ プログラムがディスク上の空き領域として認識される場所にパーティションを作成し、誤って GPT を消去することを防ぐことです。

IBM PC互換機では、ブートストラップ ファームウェア（ ROM BIOS内に含まれる）がマスターブートレコードをロードして実行する。^[23] PC /XT（タイプ5160）はIntel 8088 マイクロプロセッサを使用していた。互換性を保つために、すべてのx86 BIOSアーキテクチャシステムは、リアルモードと呼ばれる動作モードでマイクロプロセッサを起動する。BIOSはストレージデバイスからMBRを物理メモリに読み取り、マイクロプロセッサをブートコードの先頭に誘導する。BIOSはプロセッサをリアルモードに切り替えてからMBRプログラムの実行を開始するので、MBRの先頭にはリアルモードマシンコードが含まれていると予想される。^[23]

BIOS ブートストラップ ルーチンは物理ディスクから 1 つのセクターだけをロードして実行するため、ブート コードを含むパーティション テーブルを MBR に配置すると、MBR プログラムの設計が簡素化されます。これには、対象パーティションのボリューム ブート レコード(VBR) をロードする小さなプログラムが含まれています。次に、実際のオペレーティング システムをロードするこのコードに制御が渡されます。このプロセスは、チェーン ロードと呼ばれます。

一般的なMBRコードプログラムはPC DOSとMS-DOSのブート用に作成されており、同様のブートコードは現在でも広く使用されています。これらのブートセクターはパーティションテーブルスキームが使用されていることを想定しており、MBRの埋め込みパーティションテーブル内のパーティションリストをスキャンして、アクティブフラグFDISKでマークされているパーティションのみを検索します。^{[24]次に、アクティブパーティションの}ボリュームブートレコード（VBR） をロードして実行します。

代替のブート コード実装があり、その一部はブート マネージャによってインストールされ、さまざまな方法で動作します。一部の MBR コードは、ディスクの最初のトラックからブート マネージャの追加コードをロードします。このトラックは、どのディスク パーティションにも割り当てられていない「空き」領域であると想定され、それを実行します。MBR プログラムは、ユーザーと対話して、どのドライブのどのパーティションをブートするかを決定し、別のドライブの MBR に制御を移す場合があります。その他の MBR コードには、ロードして実行するブート マネージャ コードの残りの部分のディスク位置のリスト (多くの場合、ファイル システム内のファイルの内容に対応) が含まれています。(最初のものは、すべてのディスク パーティション ユーティリティ (特に GPT の読み取りと書き込みを行うもの) に共通するわけではない動作に依存しています。最後のものは、残りのコードを再配置する変更が行われたときに、埋め込まれたディスク位置のリストを更新する必要があります。)

x86プロセッサを使用しないマシン、またはOpen FirmwareやExtensible Firmware Interface (EFI)ファームウェアなどのBIOS以外のファームウェアを搭載したx86マシンでは、この設計は不適切であり、MBRはシステムブートストラップの一部として使用されません。 ^[25]代わりに、EFIファームウェアはGPTパーティションスキームとFATファイルシステムフォーマットを直接理解することができ、EFIシステムパーティションにファイルとして保持されているプログラムをロードして実行します。^[26] GPTパーティションテーブルスキームが使用されている場合、互換性のためにパーティションテーブルが含まれている可能性がある場合にのみ、MBRが関与します。

EFI ファームウェアのブートストラップをエミュレートする MBR 置換コードがいくつかあり、これにより、非 EFI マシンが GPT パーティション スキームを使用してディスクから起動できるようになります。このコードは GPT を検出し、プロセッサを適切な動作モードに設定し、ディスクから EFI 互換コードをロードしてこのタスクを完了します。

ブートストラップ コードとパーティション テーブルに加えて、マスター ブート レコードにはディスク署名が含まれる場合があります。これは、ディスク メディアを一意に識別するための 32 ビット値です (ディスク ユニットではなく、リムーバブル ハード ディスクの場合、この 2 つは必ずしも同じではありません)。

ディスク署名はWindows NTバージョン3.5で導入されましたが、現在ではLinuxカーネルバージョン2.6以降を含むいくつかのオペレーティングシステムで使用されています。LinuxツールはNTディスク署名を使用して、マシンがどのディスクから起動したかを判断できます。^[27]

Windows NT (およびそれ以降の Microsoft オペレーティング システム) では、ディスク署名を、その OS でコンピュータに接続されたディスク上のすべてのパーティションのインデックスとして使用します。これらの署名は、主にディスク パーティションとドライブ文字間の永続的なマッピングを格納するために、Windows レジストリキーに保存されます。また、Windows NT BOOT.INIファイルでも使用されることがあります (ただし、ほとんどのファイルでは使用されません)。これは、起動可能な Windows NT (またはそれ以降) パーティションの場所を記述するために使用されます。^[28] Windows 2000/XP レジストリで NT ディスク署名が表示されるキーの 1 つ (多数あるキーの 1 つ) は次のとおりです。

HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\マウントされたデバイス\

MBR に保存されているディスクの署名がA8 E1 B9 D2 (この順序) で、その最初のパーティションが Windows の論理ドライブ C: に対応している場合、キー値の下のデータは次のように表示されます。 REG_BINARY\DosDevices\C:

A8 E1 B9 D2 00 7E 00 00 00 00 00 00

最初の 4 バイトはディスク署名です。(他のキーでは、これらのバイトは MBR セクターにあるものと逆の順序で表示されることがあります。) その後にさらに 8 バイトが続き、リトルエンディアン表記の 64 ビット整数を形成し、このパーティションのバイト オフセットを見つけるために使用されます。この場合、00 7Eは 16 進数値0x7E00 (32,256）。問題のドライブが 512 バイトのセクター サイズを報告していると仮定すると、このバイト オフセットを 512 で割ると 63 となり、これがパーティションの最初のセクターを含む物理セクター番号 (または LBA) になります ( 1からカウントされる CHS タプルのセクター値で使用されるセクター数とは異なり、絶対セクター値または LBA セクター値は0からカウントされます)。

このディスクに、ディスク署名の後に（例えば、キー値の下に） 00 F8 93 71 02という値を持つ別のパーティションがあった場合、バイトオフセット0x00027193F800（\DosDevices\D:10,495,457,280）、これは物理セクターの最初のバイトでもある。20,498,940 .

Windows Vista以降では、ディスク署名もブート構成データ(BCD) ストアに保存され、ブートプロセスはそれに依存します。^[29]ディスク署名が変更されたり、見つからないか競合がある場合、Windows は起動できません。^[30] Windows が Advanced Active Partition エントリの LBA アドレスの重複部分を擬似ディスク署名として使用するように強制されない限り、Windows の使用は PTS-DOS 7 および DR-DOS 7.07 の Advanced Active Partition 機能と競合します。特に、それらのブートコードがディスクの最初の 8 GB の外側にある場合は、LBA アドレス指定を使用する必要があります。

MBRはPC XTで生まれました。^[31] IBM PC互換機はリトルエンディアンです。つまり、プロセッサは2バイト以上にまたがる数値を最下位バイトからメモリに格納します。メディア上のMBRのフォーマットはこの規則を反映しています。したがって、MBRシグネチャはディスクエディタではシーケンスとして表示されます55 AA。^[a]

BIOS のブートストラップ シーケンスは、見つかった最初の有効な MBR をコンピューターの物理メモリのアドレス 0x7C00から0x7FFFにロードします。^[31] BIOS コードで実行される最後の命令は、MBR コピーの先頭に実行を誘導するために、そのアドレスへの「ジャンプ」になります。ほとんどの BIOS の主な検証はオフセット0x01FEの署名ですが、BIOS 実装者は、ディスクの報告された容量を超えるセクターを参照するエントリのない有効なパーティション テーブルが MBR に含まれていることを確認するなど、他のチェックを含めることを選択できます。

BIOS にとって、リムーバブル ディスク (フロッピーなど) と固定ディスクは本質的に同じです。どちらの場合も、BIOS はメディアの最初の物理セクターを RAM の絶対アドレス0x7C00に読み込み、ロードされたセクターの最後の 2 バイトの署名をチェックし、正しい署名が見つかった場合は、ジャンプ (JMP) 命令を使用してセクターの最初のバイトに制御を移します。BIOS が行う唯一の実際の違いは、(既定で、またはブート順序が構成できない場合) 最初の固定ディスクからブートする前に、最初のリムーバブル ディスクからブートしようとすることです。BIOS の観点からは、MBR がボリューム ブート レコードを RAM にロードする動作は、フロッピー ディスクのボリューム ブート レコードがオペレーティング システム ローダーのオブジェクト コードを RAM にロードする動作とまったく同じです。どちらの場合も、BIOS がロードしたプログラムは、オペレーティング システムをチェーン ロードする作業を実行します。

MBRブートセクターコードは物理アドレス0x0000 : 0x7C00にロードされることが想定されていますが、^{[i]物理アドレス}0x0000 : 0x0501 (アドレス0x0000 : 0x0500は Phoenix BIOS が最後に使用するアドレス) [ ^13]から0x0000 : 0x7FFF ^[31]までのすべてのメモリ(後に0x0000 : 0xFFFF ^[32]に緩和され(場合によっては^[j] 0x9000 : 0xFFFFまで)、つまり最初の 640 KBの末尾までがリアルモードで使用可能です。^[k] BIOS割り込み呼び出しは、安全に割り当てることができるメモリの量を決定するのに役立ちます (デフォルトでは、セグメント: オフセット位置0x0040 : 0x0013から KB 単位の基本メモリ サイズを読み取るだけですが、BIOS オーバーレイ、 RPLコード、ウイルスなどの他の常駐プリブート ソフトウェアによってフックされ、報告される使用可能なメモリの量を減らして、ブート セクターなどの他のブート ステージ ソフトウェアによって上書きされないようにすることができます)。 INT 12h

512 バイトの MBR の最後の 66 バイトはパーティション テーブルとその他の情報用に予約されているため、MBR ブート セクター プログラムは 446 バイト以下のメモリに収まるほど小さくする必要があります。

MBR コードはパーティション テーブルを調べ、適切なパーティションを選択し、通常は INT 13h BIOS 呼び出しを使用して、ブート プロセスの次の段階を実行するプログラムをロードします。MBR ブートストラップ コードは、 「アクティブ」パーティションの先頭にあるボリューム ブート レコードコード (ブート ローダーまたはオペレーティング システム依存) をロードして実行します。ボリューム ブート レコードは 512 バイトのセクター内に収まりますが、セクター サイズを前提としていない限り、MBR コードが 1 セクターより長いブート ローダーに対応するために追加のセクターをロードしても問題ありません。実際、IBM XT クラスおよび AT クラスのマシンでは、アドレス0x7C00で少なくとも 1 KB の RAM が使用可能であるため、1 KB のセクターを問題なく使用できます。MBR と同様に、ボリューム ブート レコードは通常、アドレス0x0000 : 0x7C00にロードされることが想定されています。これは、ボリューム ブート レコードの設計がパーティション化されていないメディアで始まったという事実に由来しています。パーティション化されていないメディアでは、ボリューム ブート レコードは BIOS ブート プロシージャによって直接ロードされます。前述のように、BIOS は MBR とボリューム ブート レコード (VBR) ^[l]をまったく同様に扱います。これは MBR がロードされるのと同じ場所であるため、MBR の最初のタスクの 1 つは、メモリ内の別の場所に再配置することです。再配置アドレスは MBR によって決定されますが、ほとんどの場合、0x0000 : 0x0600 (MS-DOS/PC DOS、OS/2、および Windows MBR コードの場合) または0x0060 : 0x0000 (ほとんどの DR-DOS MBR) です。 （これらのセグメント化されたアドレスは両方ともリアルモードでは同じ物理メモリアドレスに解決されますが、Apple Darwinを起動するには、MBRを0x0060 : 0x0000ではなく0x0000 : 0x0600に再配置する必要があります。これは、コードがMBRによって提供されるパーティションエントリへのDS:SIポインタに依存しているためですが、誤って0x0000 :SIのみで参照しているためです。^{[33] ）多くの}VBRはブートファイルをロードするときに特定の標準メモリレイアウトを想定する ため、メモリ内の他のアドレスに再配置しないことが重要です。

パーティション テーブル レコードのステータスフィールドは、アクティブなパーティションを示すために使用されます。標準準拠の MBR では、アクティブとしてマークされたパーティションは 1 つだけ許可され、これを健全性チェックの一部として使用して、有効なパーティション テーブルが存在するかどうかを判断します。複数のパーティションがアクティブとしてマークされている場合は、エラー メッセージが表示されます。一部の非標準 MBR では、これをエラー状態として処理せず、行内の最初のマークされたパーティションのみを使用します。

伝統的に、 0x00 (非アクティブ) と0x80 (アクティブ)以外の値は無効であり、ブートストラッププログラムはそれらに遭遇するとエラーメッセージを表示した。しかし、プラグアンドプレイBIOS仕様とBIOSブート仕様(BBS) により、1994年以降は他のデバイスもブート可能になった。^{[32] [34]}その結果、MS-DOS 7.10 (Windows 95B) 以降の導入により、MBRは設定されたビット7をアクティブフラグとして扱い、0x01 .. 0x7Fの値に対してのみエラーメッセージを表示するようになった。エントリは、後で対応するパーティションのVBRをロードするときに使用する物理ドライブユニットとして引き続き扱われ、0x80以外のブートドライブも有効として受け入れられるようになったが、MS-DOS自体はこの拡張機能を使用しなかった。実際の物理ドライブ番号をパーティション テーブルに格納しても、通常は下位互換性の問題は発生しません。これは、最初のドライブ以外のドライブ (いずれにしても、以前に起動できなかったドライブ) でのみ値が0x80と異なるためです。ただし、他のドライブから起動できるシステムであっても、たとえば、ドライブが削除、追加、または交換されて物理ドライブの BIOS 割り当てが変更された後など、拡張機能が普遍的に機能しない可能性があります。したがって、BIOS ブート仕様(BBS) ^[32]によれば、ビット 7 をアクティブ フラグとして受け入れる最新の MBR では、パーティション テーブルのエントリを使用する代わりに、BIOS によって最初に提供された DL 値を渡すのがベスト プラクティスです。

MBR はメモリ位置0x0000 : 0x7C00にロードされ、 CPU のリアル モードで0x0000 : 0x7C00にジャンプして、以前のブートストラップ ローダー (通常はBIOS のIPL ) が実行を渡すときに、次のCPUレジスタが設定されます。

• CS : IP = 0x0000 : 0x7C00 (固定)

一部の Compaq BIOS では、代わりに0x07C0 : 0x0000 が誤って使用されています。これはリアル モード メモリ内の同じ場所に解決されますが、非標準であり、特定のレジスタ値を想定している MBR コードや再配置可能として記述されていない MBR コードは動作しない可能性があるため、使用を避ける必要があります。

• DL = ブートドライブユニット（固定ディスク/リムーバブルドライブ：0x80 = 1番目、 0x81 = 2番目、... 、 0xFE。フロッピー/スーパーフロッピー：0x00 = 1番目、0x01 = 2番目、...、0x7E。値0x7Fと0xFFはROM/リモートドライブ用に予約されており、ディスク上で使用してはならない）。^{[35] [36]}

DL は、IBM BIOS だけでなく、他のほとんどの BIOS でもサポートされています。Toshiba T1000 BIOS はこれを適切にサポートしていないことが知られており、一部の古い Wyse 286 BIOS は固定ディスクに 2 以上の DL 値を使用します (これにより、BIOS の物理ドライブ番号ではなく、DOS の論理ドライブ番号が反映されます)。リムーバブル ドライブとして構成された USB スティックには、通常、 DL = 0x80、0x81などが割り当てられます。ただし、一部のまれな BIOS では、スーパーフロッピーとして構成されているかのように、誤って DL = 0x01で表示されていました。

標準準拠の BIOS は、 0x80以上の数字を固定ディスク/リムーバブル ドライブにのみ割り当て、従来は0x80と0x00 の値のみが起動時に物理ドライブ ユニットとして渡されていました。慣例により、固定ディスク/リムーバブル ドライブのみがパーティション化されるため、従来、MBR が認識できる DL 値は0x80のみでした。多くの MBR は、とにかく DL 値を無視し、ハードワイヤード値 (通常は0x80 ) で動作するようにコーディングされていました。

プラグアンドプレイBIOS仕様とBIOSブート仕様（BBS）により、1994年以降、他のデバイスもブート可能になりました。 ^{[32] [34]}後者は、MBRおよびVBRコードが内部的にハードワイヤードされたデフォルトではなくDLを使用することを推奨しています。^[32]これにより、MBRコードに関する限り、さまざまな非標準の割り当て（上記の例を参照）との互換性も確保されます。

El Torito仕様に準拠する起動可能な CD-ROM には、BIOS によってマウントされ、このインターフェイス上でフロッピーまたはスーパーフロッピーとして表示されるディスク イメージが含まれている場合があります。DL 値0x00および0x01は、Protected Area Run Time Interface Extension Services (PARTIES) およびTrusted Computing Group (TCG) BIOS 拡張機能によってTrusted モードで使用されることもあります。この拡張機能は、通常は表示されない PARTIES パーティション、つまりハード ディスクのホスト保護領域(HPA)の最後の物理セクターにあるBoot Engineering Extension Record (BEER) を介して配置されるディスク イメージファイルにアクセスするために使用できます。MBR コードはフロッピーまたはスーパーフロッピーをエミュレートするように設計されていますが、これらの非標準の DL 値を受け入れることで、少なくともオペレーティング システムのブート段階でパーティション化されたメディアのイメージを使用できます。

• DHビット 5 = 0: デバイスはINT 13hを通じてサポートされます。それ以外: 関係ありません (ゼロである必要があります)。DH は一部の IBM BIOS でサポートされています。
• 他のレジスターの一部は、通常、オリジナルの IBM ROM BIOS で特定のレジスター値 (DS、ES、SS = 0x0000、SP = 0x0400 ) も保持しますが、他の BIOS では他の値を使用する可能性があるため、これに頼ることはできません。このため、IBM、Microsoft、Digital Research などの MBR コードでは、これをまったく利用していません。ブート セクターでこれらのレジスター値に依存すると、チェーン ブート シナリオで問題が発生する可能性もあります。

プラグアンドプレイBIOSまたはBBSをサポートするシステムでは、DLに加えてPnPデータへのポインターも提供されます。^{[32] [34]}

• DL = ブートドライブユニット（上記参照）
• ES : DI = 「$PnP」インストールチェック構造を指します

この情報により、MBR (または渡された場合は VBR) のブート ローダーは、ブート順序などを構成するために、BIOS またはメモリ内の常駐 PnP / BBS BIOS オーバーレイとアクティブに対話できますが、この情報はほとんどの標準 MBR および VBR では無視されます。理想的には、ES:DI は、ロードされたオペレーティング システムによって後で使用できるように VBR に渡されますが、PnP 対応のオペレーティング システムでは通常、後で PnP BIOS エントリ ポイントを取得するためのフォールバック メソッドも用意されているため、ほとんどのオペレーティング システムはこれに依存しません。

慣例により、標準準拠の MBR は、次のレジスタが維持または特別に設定された状態で、CPU のリアル モードで0x0000 : 0x7C00にジャンプすることにより、メモリ位置0x0000 : 0x7C00にロードされた、正常にロードされた VBR に実行を渡します。

• CS:IP = 0x0000 : 0x7C00 ^[m] (定数)
• DL = ブートドライブユニット（上記参照）

MS-DOS 2.0～7.0 / PC DOS 2.0～6.3 MBR は、エントリ時に受信した DL 値を渡さず、選択されたプライマリ パーティションのパーティション テーブル エントリ内のブート ステータス エントリを物理ブート ドライブ ユニットとして使用します。慣例により、ほとんどの MBR パーティション テーブルでは0x80であるため、BIOS が行の最初の固定ディスク / リムーバブル ドライブ以外の物理デバイスからブートしようとしない限り、状況は変わりません。これは、これらのオペレーティング システムが 2 番目のハード ディスクなどからブートできない理由でもあります。一部の FDISK ツールでは、セカンダリ ディスク上のパーティションを「アクティブ」としてマークすることもできます。この状況では、これらのオペレーティング システムが他のドライブからブートできないことを認識しているため、一部のオペレーティング システムでは従来の固定値0x80 をアクティブ マーカーとして引き続き使用しますが、他のオペレーティング システムでは現在割り当てられている物理ドライブ ユニット ( 0x81、0x82 ) に対応する値を使用して、少なくとも理論上は他のドライブからのブートを許可します。実際、これは多くの MBR コードで機能します。これらのコードでは、0x80にこだわるのではなく、ブート ステータス エントリの設定されたビット 7 をアクティブ フラグとして受け取りますが、MS-DOS/PC DOS MBR は、固定値0x80のみを受け入れるようにハードワイヤードされています。実際の物理ドライブ番号をパーティション テーブルに格納すると、物理ドライブの BIOS 割り当てが変更された場合 (ドライブが削除、追加、または交換された場合など) にも問題が発生します。したがって、通常の MBR では、ビット 7 をアクティブ フラグとして受け入れ、それ以外は BIOS によって最初に提供された DL 値を使用して VBR に渡すだけで、最大限の柔軟性が得られます。MS-DOS 7.1～8.0 MBR は、ビット 7 をアクティブ フラグとして扱い、値0x01 .. 0x7F を無効として扱うように変更されましたが、BIOS によって提供された DL 値を使用するのではなく、パーティション テーブルから物理ドライブ ユニットを取得します。 DR-DOS 7.07 拡張 MBR は、ビット 7 をアクティブ フラグとして扱い、デフォルトで BIOS DL 値 (パーティション化されたメディアでも一部の BIOS で使用される非標準値0x00 .. 0x01を含む) を使用して渡しますが、LOADER および REAL/32 と組み合わせて代替ブート方法をサポートし、MBR の詳細な動作を変更するための特別な NEWLDR 構成ブロックも提供します。これにより、パーティション テーブルから取得されたドライブ値 (LOADER および AAP と組み合わせて重要、NEWLDR オフセットを参照) も処理でき、Wyse 非標準ドライブ ユニット0x02 .. 0x7Fを0x80 .. 0xFDに変換し、オプションでドライブ値 (拡張 BIOS パラメーター ブロック(EBPB)のオフセットまたはセクター オフセットに格納) を修正できます。0x000C0x0190x01FD) をロードされた VBR に渡してから、それらに実行を渡す (NEWLDR オフセットを参照0x0014) ことができます。これにより、他のブートローダーが NEWLDR をチェーンローダーとして使用し、メモリ内イメージをオンザフライで構成し、NEWLDR を介して VBR、EBR、または AAP のロードを「トンネル」することもできます。

• 完全なプラグ アンド プレイ サポートのためには、DH と ES:DI の内容が MBR によって保存される必要があります (上記を参照)。ただし、MS-DOS 2.0 ～ 8.0、PC DOS 2.0 ～ 6.3、Windows NT/2000/XP などの多くの MBR では、保存されません。(これらのバージョンの DOS はプラグ アンド プレイ BIOS 標準より古く、以前の標準と規則では DL 以外のレジスタを保存する要件が示されていなかったため、これは驚くことではありません。) 一部の MBR では、DH が 0 に設定されます。

多くの実装では、MBR コードは VBR に追加情報を渡します。

• DS:SI =アクティブ化された VBR に対応する16 バイトのMBR パーティション テーブルエントリ (再配置された MBR 内) を指します。PC -MOS 5.1 は、パーティション テーブル内にブート可能としてフラグが付けられたパーティションがない場合、これを使用してブートします。マルチユーザー DOSおよびREAL/32ブート セクターは、LOADER と組み合わせてこれを使用し、ブート ファイル (LOADER.SYS) が見つからない場合に、アクティブ パーティションのブート セクター (またはディスク上の固定位置にある IBMBIO.LDR などの別のブートストラップ ローダー) を見つけます。PTS -DOS 6.6 およびS/DOS 1.0 は、これをAdvanced Active Partition (AAP) 機能と組み合わせて使用​​します。LOADER および AAP のサポートに加えて、DR-DOS 7.07 は、デュアル CHS/LBA VBR コードを使用するときにこれを使用して必要な INT 13h アクセス メソッドを決定し、実際に使用される DL 値に従ってパーティション エントリ内のブート ドライブ/ステータス フラグ フィールドを更新します。Darwinブートローダ (Apple のboot1h、boot1u、David Elliott のboot1fat32) もこのポインタに依存していますが、さらに、DS は使用せず、代わりに0x0000に設定されているものと想定しています。^[33]この想定が間違っていると、問題が発生します。OS/2、MS-DOS 2.0 から 8.0、PC DOS 2.0 から 7.10、Windows NT/2000/XP の MBR コードも同じインターフェイスを提供していますが、これらのシステムでは使用されていません。Windows Vista/7 の MBR では、この DS:SI ポインタは提供されなくなりました。一部の拡張機能は 16 バイトのパーティション テーブル エントリ自体にのみ依存しますが、他の拡張機能では 4 つ (または 5 つのエントリ) のパーティション テーブル全体も存在することが必要になる場合があります。
• DS: BP = アクティブ化された VBR に対応する 16 バイトのMBR パーティション テーブルエントリ (再配置された MBR 内) をオプションでポイントします。これは、DS:SI (上記参照) によって提供されるポインターと同一であり、MS-DOS 2.0～8.0、PC DOS 2.0～7.10、Windows NT/2000/XP/Vista/7 MBR によって提供されます。ただし、ほとんどのサードパーティ MBR ではサポートされていません。

DR-DOS 7.07 では、拡張 MBR と LOADER の組み合わせによって、オプションで拡張インターフェイスが提供される場合があります。

• AX = この NEWLDR 拡張の存在を示すマジック署名 ( 0x0EDC )
• DL = ブートドライブユニット（上記参照）
• DS:SI = 使用される 16 バイトのMBR パーティション テーブルエントリを指します (上記を参照)
• ES: BX = ブートセクターまたはNEWLDRセクターイメージの開始（通常は0x7C00）
• CX = 予約済み

GPTと併せて、拡張ディスクドライブ仕様（EDD）4ハイブリッドMBR提案では、インターフェースの別の拡張を推奨している。^[37]

• EAX = 0x54504721 (" ")!GPT
• DL = ブートドライブユニット（上記参照）
• DS:SI = ハイブリッド MBR ハンドオーバー構造を指します。これは、16 バイトのダミーMBR パーティション テーブルエントリ (オフセット0x00のブート フラグとオフセット0x04のパーティション タイプを除くすべてのビットが設定されている) と、それに続く追加データで構成されます。これらの古い拡張機能でパーティション テーブル全体ではなく、16 バイトのパーティション エントリのみが必要な場合、これは上記の古い DS:SI 拡張機能と部分的に互換性があります。

古いオペレーティングシステム（VBRを含む）はこの拡張機能をサポートしておらず、2 TiBの壁を超えるセクターをアドレス指定することもできないため、GPT対応のハイブリッドブートローダーは、ブートパーティションが最初の2 TiB内にある場合は、16バイトのダミーMBRパーティションテーブルエントリをエミュレートする必要があります。^[n]

• ES:DI = 「$PnP」インストールチェック構造を指します（上記を参照）

さまざまなディスク エディタを使用して MBR セクターのバイトを直接操作することは可能ですが、機能するコードの固定セットを MBR に書き込むツールもあります。MS-DOS 5.0 以降、プログラムにはスイッチが含まれており、これにより MBR コードを書き換えることができます。^[38] Windows 2000およびWindows XPでは、回復コンソールのコマンドを使用して、新しい MBR コードをストレージ デバイスに書き込むことができます。Windows VistaおよびWindows 7では、回復環境のコマンドを使用して、新しい MBR コードを書き込むことができます。MBRWizard など、一部のサードパーティ ユーティリティを使用して、パーティション テーブルの内容を直接編集することもできます (16 進エディタやディスク/セクター エディタの知識は必要ありません) 。 [ ^o]FDISK/MBRfixmbrBOOTREC /FIXMBR

ddは、MBR を含むストレージ デバイスの任意の場所の読み取りまたは書き込みによく使用される POSIX コマンドです。Linux では、ms-sys を使用して Windows MBR をインストールできます。GRUBおよびLILOプロジェクトには、 MBR セクターにコードを書き込むためのツール、つまりgrub-installと があります。GRUB Legacy 対話型コンソールは、 コマンドとコマンドをlilo -mbr使用して MBR に書き込むことができますが、GRUB2 は現在、オペレーティング システム内から実行する必要があります。 setupembedgrub-install

さまざまなプログラムを使用して、プライマリ パーティション テーブルと拡張パーティション内の論理パーティションの両方の 「バックアップ」を作成できます。

Linux ( SystemRescueCDsfdisk上) は、プライマリおよび拡張パーティション テーブルのバックアップを保存できます。テキスト エディターで読み込めるファイルを作成するか、このファイルを sfdisk で使用してプライマリ/拡張パーティション テーブルを復元できます。パーティション テーブルをバックアップするコマンドの例は で、復元するコマンドの例は です。この方法でパーティション テーブルを 1 つのディスクから別のディスクにコピーすることは可能で、ミラーリングの設定に便利ですが、sfdisk は を使用するとプロンプトや警告なしでコマンドを実行します。^[39]sfdisk -d /dev/hda > hda.outsfdisk /dev/hda < hda.outsfdisk -d /dev/sda | sfdisk /dev/sdb

• Gilbert, Howard (1996-01-01) [1995]. 「パーティションとボリューム」. PC Lube & Tune . 2016-03-03 にオリジナルからアーカイブ。
• Knights, Ray (2004-12-22) [2000-12-16]. 「Ray's Place」. MBR と Windows ブート セクター (コードの逆アセンブリとブート プロセスの説明を含む)。 2017-08-24 にオリジナルからアーカイブ。2017-08-24に取得。
• Landis, Hale (2002-05-06). 「マスター ブート レコード」.仕組み. 2014-07-01 にオリジナルからアーカイブされました。
• Sedory, Daniel B. (2015-06-25) [2007]. 「MBR (マスター ブート レコード)」. Boot Records Revealed . 2017-08-24 にオリジナルからアーカイブ。 2017-08-24に取得。[3] [4]

• マスターブートレコードに関する記事
• MBR と BIOS ブートプロセスへの適合