ブートローダ / Boot Loader

　MBRは、BIOSの読み込み保証値の最大値である制約上、実質、先頭から1セクタ=512バイトにあるデータのことであり、その内の先頭446バイトがプログラム、続く64バイトがパーティションテーブル、最後にブートデバイスであることを示す"0xAA55"という2バイトのブートデバイスシグネチャから構成されることになっています。

　PBRにもブートデバイスシグニチャの付加が事実上、要求されるものの、BIOSから直接呼ばれるわけではない為、BIOSの512バイトの制約は、受ける必要はないはずですが、「Windowsが広く普及、プリインストールされているのが一般的である」という状況でなければ、特にPBRにセットアップするブートローダ自身をMBRに書くことも当然のごとくあること(PC-UNIXやLinuxでは一般にインストール時にMBRにインストールするか否かを選択可能)である為、何れにも対応する為には実質512バイトの制約の中で納めることになります。

　PC/AT互換機では、1つのHDDに設定可能なパーティション数は、最大で基本パーティション3つ、拡張パーティション1つの計4つで、拡張パーティションにより共有データ領域確保、任意の数の論理ドライブやHDD増設などに利用することが可能となっています。

　446バイトというと半角英数字446文字分ということであり、日本で言えば400字詰め原稿用紙1枚ちょっとで自身の人生を詳細に記せと言われても生後数日じゃ文章書けないし、書けるようになる年ごろでも「生まれて今に至る」ではさっぱりわからないわけですが、かと言って多くを語るには難しいのと同様、せいぜい4つに限られたPBRの位置を覚えておいてロードするだけで精いっぱいといった領域です。

　しかし、うまいことを考えたもので、こうした限られた領域に書かれた小さなプログラムが次へ次へと徐々に大きなプログラムを読み込むことで最終的にカーネルをロードすることができ、少なくともPCにおいてはカーネルを読み込めれば、ファイルシステム及びファイルパスを認識できる為、一通りのことができる状態となり、ログインプロンプトやログイン画面が表示されたり、デスクトップ画面が表示されたりしてユーザーがOSを利用することができる状態になります。

　Linuxでは、ブートローダで選択されたkernel(カーネル)とinitrd(/initial ram disk/イニシャルラムディスク/初期化・起動RAMディスク)が読み込まれ、initrdをルートパーティションとしてマウント、initrdにある必要なモジュールを読み込むためのlinuxrcというスクリプトを実行、そのモジュールをカーネルが読み込むことでディスク及びファイルシステムにアクセス可能となり、その時点でディスクの実際のルートパーティションをマウント、カーネルモジュールが利用可能となったところで各種機器を含めた初期化、initプロセスの起動、デフォルトの/sbin/initがプロセスとして起動する場合、/etc/inittabに書かれた通りにブートスクリプトを起動、/etc/rc.sysinit起動、カーネル起動引数や既定のランレベルに応じたディレクトリ内のSで始まり、2ケタの数字が続くファイルを数値順に実行することでネットワークの設定をし、各種サーバを起動、それが終わると仮想端末、CUIコンソール、モデムといったシリアルデバイス経由の端末(tty)でloginプログラムの起動を行うgetty/mingetty(最小限の機能に絞ったgetty)が複数(6個など/etc/inittabに記述された数だけ)実行され、その数だけ端末が起動するようになっており、[Alt]+[F1]～[F6]で端末を切り替えることが出来るようになっています。

　バックアップは、PC-UNIXやLinuxならファイルやディレクトリだけでなくファイルシステムごとコピーするddコマンドを使って例えばroot権限で「ブートデバイスがハードディスクで/dev/hdaである場合、先頭の512バイトを1ブロック分、ホームディレクトリのファイルmbrにコピー」などとし、更に当該HDDが起動すらしない状態に備えて別途FDやUSBフラッシュメモリなど外部メディアにもコピーしておくとよいでしょう。

　バックアップからコピーする場合は、ifの右辺にコピー元、ofの右辺にコピー先を設定することを踏まえ、(パーティション設定する際に既に446バイトめから64バイト分パーティションテーブルが書かれているので?)コピーするbs(ブロックサイズ)値は、先頭のプログラム部分446バイトで良いでしょう。

　何れもパスの指定を間違えると危険なので要注意、くれぐれもディスクを間違えたりしないように慎重に実行しましょう。

　MS-DOSでは先のddコマンドと同様の機能を持つrawrite.exe、Windows9x/MEではfdisk /mbrによる修復、NTではディスクアドミニストレータ、コマンドプロンプトでは...etc.といったようにWindowsにおけるMBRのコピーや修復についてはOSバージョン(、ファイルシステムの違い、)やイメージファイルか否か、PEを使うか否かなど機能が充実しているのか混乱させているのか斬新で先進的なバージョンアップを繰り返すうちに複雑になってしまったのか。。。というわけで省略。

　Windowsプリインストールマシンでは、Cドライブ直下に置かれるautoexec.bat、boot.ini、config.sysや各種起動用ファイルを使って起動しますから、古いPC・マシンにおけるCDブートやUSBブートなどBIOS未対応のデバイスのブートといったことが目的であれば、これら起動ファイルにブートローダをかませれば、MBRを書き換えることなくブートローダのメニューを表示させることもできます。