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Partitionieren - Referat
Wer mit unterschiedlichen Betriebssystemen auf seinem PC arbeiten will, sollte jedem eine eigene Partition spendieren. Für das schnelle Umschalten zwischen den einzelnen Systemen sorgt ein spezieller Boot-Manager.
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Wichtige Vorbemerkung:
Dieser Text erläutert auf allgemeiner Basis Sinn, Umsetzung und Handhabung des Bootmanagers WWBMU. Für den Fall, dass Sie detailliertere, neuere oder auch weiterführende Informationen zu diesem Thema suchen, empfehle ich Ihnen einen Besuch auf meiner Web-Site www.lab1.de - dort finden Sie auch die neuesten Updates und ggf. Bugfixes zu WWBMU und natürlich alle anderen Tools von mir.
Trotz aller Marketingaussagen von Microsoft zu Windows 9x und Windows NT ist die Auswahl an ernstzunehmenden Betriebssystemen noch erstaunlich hoch – und das ist auch gut so. Denn bei genauerem Hinsehen zeigt sich immer wieder, dass jedes System seinen eigenen Charme hat und in bestimmten Punkten immer ein wenig mehr glänzt als die Konkurrenz. Zu den Besonderheiten eines jeden Betriebssystems gehört allerdings auch, dass fast alle über ein eigenes, genau auf den Leib geschneidertes Dateisystem verfügen.
Zwar stellt FAT bislang in der Regel noch immer den kleinsten gemeinsamen Nenner für die meisten Systeme dar, aber das bedeutet in der Praxis auch fast immer, dass der Anwender auf so manches Feature anderer Dateisysteme verzichten muss. So sind beispielsweise bei Windows 9x die langen Dateinamen gefährdet und bei OS/2 zudem die erweiterten Attribute. Windows NT 4.0 läuft mit FAT wie auf Eiern, und die Unix-Gemeinde hat noch nicht einmal einen Gedanken an das antiquierte DOS-Dateisystem verschwendet (allerdings unterstützen es dennoch die meisten). Hinzu kommt, dass Kapazitäten von 2 GByte und mehr heute erfreulicherweise keine Seltenheit mehr sind. Die Crux daran ist nur, dass FAT dank seines 16-Bit-Adressierungsschemas ab 2 GByte mit Clustergrößen von 64 KByte arbeitet. Das bedeutet in der Praxis, dass beispielsweise für eine Datei mit einer Größe von 2 oder 3 KByte immer gleich ganze 64 KByte belegt werden. So sind etwa nach einem Ausflug in das Internet, bei dem sich der Cache mit rund 100 Dateien dieser Größenordnung gefüllt hat, nicht nur rund 300 KByte, sondern fast 7 MByte belegt. Unter HPFS oder NTFS gibt es so etwas dagegen nicht.
Jedem System seine eigene Partition
Um diesem Dilemma entgegenzuwirken, sollte jedem Betriebssystem eine eigene Systempartition zugewiesen werden. Nach Möglichkeit sollte dies auch mit den dazugehörigen Anwendungsdaten passieren. Letzteres läßt sich recht einfach über logische Laufwerke in einer erweiterten Partition realisieren. Mehrere Systempartitionen sind allerdings nicht ganz so einfach zu erstellen – wenngleich damit gegen keinerlei Konventionen verstoßen wird. Das in DOS und Windows 9x implementierte Fdisk beispielsweise erlaubt nur eine einzige Systempartition. Will man die beiden Systeme aber getrennt voneinander laufen lassen, so ist man auf Software von Dritten angewiesen.
Weitaus besser ausgerüstet ist dagegen beispielsweise OS/2. Dessen Partitionierungsprogramm erlaubt eine recht flexible Plattenaufteilung, die auch mehrere Systempartitionen erlaubt. Darauf setzt ein ebenfalls dazugehörender Bootmanager auf, der beim Systemstart alle startbaren Partitionen zur Auswahl anbietet und dann das gewünschte System anwirft. Ein Nachteil des OS/2-Bootmanagers ist aber, dass er zum einen selbst eine Systempartition benötigt, und zum anderen, dass pro Festplatte nur 4 Partitionen definiert werden können. Wurde etwa eine Partition für DOS beziehungsweise Windows 9x reserviert und eine erweiterte Partition (mit logischen Laufwerken) für die Daten, so bleibt nach Abzug der Partition für den OS/2-Bootmanager nur noch eine einzige übrig. Natürlich ist dieser Umstand auch den Betriebssystemherstellern bewußt. Einige haben darauf reagiert und die Bootroutinen ihrer Systeme so abgeändert, dass sie auch von logischen Laufwerken einer erweiterten Partition gestartet werden können – selbst wenn es sich nicht um die erste Festplatte handelt. Dazu gehören beispielsweise OS/2 und Windows NT. Aber: So gut der Bootmanager von OS/2 auch ist – wer allgemein nicht an OS/2 interessiert ist, wird sich deswegen nicht gleich das ganze Paket besorgen. Es muss also eine andere Lösung her.
Eigener Bootmanager ist Goldes wert ...
Es scheint also, als müsse der Anwender alles selber machen – und einen geeigneten Bootmanager am besten auch gleich. Doch bevor es an die Umsetzung dieses Projekts geht, sollte noch der genaue Ablauf des Bootvorgangs beleuchtet werden:
Nach dem Einschalten des PCs laufen zunächst verschiedene Tests und Konfigurationen über das Systembios ab. Sind diese abgeschlossen, geht es an den Start des Betriebssystems vom Datenträger. Dieser wird über Interupt 19h initiiert: Das Bios versucht den ersten Sektor der Spur 0 mit Kopf 0 von der Diskette in Laufwerk A in den Hauptspeicher an die Adresse 0000h:7c00h einzulesen. Mißlingt dies, da keine Diskette einliegt oder diese Funktion per Biossetup gesperrt wurde, so wird das gleiche mit der ersten Festplatte wiederholt. Der auf diese Weise geladene Datensatz (512 Byte) nennt sich Master Boot Record (MBR) und enthält neben der Partitionstabelle der betreffenden Festplatte auch ein sogenanntes Urladeprogramm.
Dieser Urlader wird durch einen Sprung an die Adresse 0000h:7c00h aktiviert und sucht in der Partitionstabelle nach der als aktiv markierten Partition. Wird er fündig, so verschiebt sich der Urlader im Hauptspeicher auf die Adresse 0000h:6c00h. Das ist nötig, da jetzt der eigentliche Bootsektor der aktiven Partition ebenfalls an die Adresse 0000h:7c00h geladen wird (erster Sektor innerhalb der Partition: Beim ersten Partitionstabelleneintrag ist dies Kopf 1, Spur 0, Sektor 1 – bei allen anderen Kopf 0, Spur 0, Sektor 1). Damit hat der MBR seine Schuldigkeit getan und übergibt mit einem abermaligen Sprung auf Adresse 0000h:7c00h die Kontrolle an den Bootsektor. Dessen Code ist für den eigentlichen Start des Betriebssystem verantwortlich – sprich, er lädt die entsprechenden Kernel-Dateien und diese dann den Rest des betreffenden Betriebssystems.
Der Trick
Daraus ergibt sich als Ansatzpunkt für den Bootmanager der Master Boot Record. Würde anhand des Urlader-Codes ein kleines Menü gezeigt werden, das vor der Auswertung der aktiven Partition eine entsprechende Auswahl akzeptierte, so wäre das Problem bereits gelöst. Da sich aber nicht alle Urladeprogramme in ihrem Code vollkommen gleichen, muss von einem entsprechenden Patch abgesehen werden. Aber: Es ist durchaus möglich, einen eigenen Urlader zu programmieren, der den originalen MBR nach getroffener Menüauswahl nachlädt, mit der aktualisierten Partitionstabelle versieht und startet.
Platz für eine Sicherung des MBR gibt es mehr als genug. Da die innerste Partition nicht gleich nach dem MBR mit Sektor 2/Kopf 0/Spur 0 beginnt, sondern erst mit Sektor 1/Kopf 1/Spur 0, werden zumindest 16 Sektoren verschenkt. Das liegt daran, dass die Mindestsektorenanzahl 17 beträgt und nur einer davon für den MBR benötigt wird. Somit hat man zumindest 8 KByte sicheren Platz, um selbst einen recht komfortablen Bootmanager unterzubringen. Und genau das macht die Installationsroutine des Bootmanagers: Der Original-MBR wird auf den benachbarten Sektor auf der gleichen Spur des gleichen Kopfes kopiert, und der Bootmanager selbst macht sich in Sektor 1/Kopf 1/Spur 0 breit. Da es sich bei diesem Verfahren um das gleiche handelt, das fast alle MBR-Viren benutzen, müssen zumindest für den Zeitraum der Bootmanager-Installation eventuelle Bootsektor-Schutzfunktionen deaktiviert werden – sonst gibt es Fehlalarm!
Stop – Safety first!
Allerdings gibt es für die Nutzung der genannten freien Sektoren neben dem MBR keinerlei Regeln oder Vereinbarungen. Daher kann es durchaus sein, dass es durch die Installation des Bootmanagers zu einem Problem beim Zugriff auf die betreffende Festplatte kommt. Wenn beispielsweise an der gleichen Stelle einer der vielen Diskmanager installiert wurde, so ist dieser möglicherweise danach nicht mehr funktionstüchtig – sprich, er stürzt ab und die Platte bootet nicht mehr. Dieses Problem stellt sich zumeist aber nur bei solchen Maschinen ein, die mit Festplatten ausgerüstet sind, die mehr als 1024 Spuren aufweisen (zumeist ab 512 MByte), aber noch mit einem veralteten Systembios arbeiten, das solche Werte nicht direkt unterstützt.
Daher wird bei der Installation des Bootmanagers eine Kopie der Spur 0 des Kopfes 0 angelegt. Sollte es anschließend tatsächlich zu einem Problem kommen, so kann durch die gerade angelegte Sicherungskopie der alte Zustand des MBR und seines Nachbarsektors sofort wiederhergestellt werden – und alles ist wieder in Ordnung. Voraussetzung ist allerdings, dass die Installation von einer startfähigen Systemdiskette erfolgte. Denn ist der möglicherweise installierte Diskmanager erst einmal kaputt, ist auch das Backup des MBR auf der betreffenden Festplatte nicht mehr erreichbar.
Die Installation
Zur Installation des Bootmanagers dient das Bootmanager-Utility. Dieses Tool bietet unter einem Dach so ziemlich alle Funktionen, die zum Einrichten, Konfigurieren und Warten des Bootmanagers nötig sind:
• Systempartitionen erstellen (maximal vier. Eine erweiterte Partition und logische Laufwerke müssen in dieser Version noch mit DOS-fdisk angelegt werden.)
• beliebige Partitionen löschen (Achtung: im Gegensatz zu DOS-fdisk werden erweiterte Partitionen sofort ohne vorherige Löschung der gegebenenfalls enthaltenen logischen Laufwerke entfernt.)
• Festlegen der aktiven Partition
• Bootmanager installieren (gleichzeitig erfolgt die Sicherung aller Sektoren der Spur 0 von Kopf 0 für einen eventuellen Crash.)
• Bootmanager löschen (ähnlich fdisk /mbr, wahlweise aber mit und ohne Wiederherstellung aller Sektoren der Spur 0 von Kopf 0)
• Bootmanager konfigurieren (Einstellung der Einträge im Bootmenü, der Wartezeit und so weiter).
Zunächst sind natürlich die gewünschten Systempartitionen anzulegen und die entsprechenden Betriebssysteme zu installieren. Hierbei gilt unbedingt zu beachten, dass, solange der Bootmanager noch nicht aktiv ist, die Umschaltung von Systempartition zu Systempartition über den Punkt Startpartition festlegen erfolgen muss. Anschließend installieren Sie den Bootmanager und tragen die gewünschten Systeme in dessen Bootmenü ein – das ist schon alles. Beim nächsten Systemstart haben Sie dann freie Auswahl mit viel Komfort.
Dieses Referat wurde eingesandt vom User: scholl Roland
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