doc/mbr.8.txt

   1 Master Boot Record, Booting from USB etc.(8)
   2 ============================================
   3
   4 Name
   5 ----
   6 mbr - Master Boot Record, Booting from USB etc.
   7
   8 Synopsis
   9 --------
  10
  11 None. :)
  12
  13 [IMPORTANT]
  14 This document is work in progress.
  15
  16 [NOTE]
  17 We are using /dev/sdz as the typical device name. Adjust it to whatever
  18 your device corresponds to of course, it's just to prevent any data loss due to
  19 wrong copy/paste.
  20
  21 Layout
  22 ------
  23
  24 The Master Boot Record (MBR) is the first data block with 512 bytes on the x86
  25 architecture providing a partition table and a bootloader.  In the first 446
  26 bytes is the bootcode, providing the bootloader (400 bytes), a disk signature (4
  27 bytes) and NULL (2 bytes).  The following 64 bytes are the partition table,
  28 followed by 2 bytes which are the MBR signature.
  29
  30 Bootcode
  31 ~~~~~~~~
  32
  33 The bootcode consists of bootloader and disk signature:
  34
  35 Bootloader
  36 ^^^^^^^^^^
  37
  38 Windows: ntldr with boot.ini (Windows NT/XP) or bootmgr with \Boot\BCD (Windows Vista)
  39
  40 Disk Signature
  41 ^^^^^^^^^^^^^^
  42
  43 Operating systems like Windows identify the disk using the disk signature.
  44 Running 'fixmbr' doesn't touch the disk signature but just the bootloader.
  45 Running 'fdisk /mbr' touches the bootloader *and* the disk signature (it writes
  46 a standard MBR, it won't touch the partition table though).
  47 TODO: what about fixboot?
  48
  49 Partition table
  50 ~~~~~~~~~~~~~~~
  51
  52 Harddisk addressable: 8GB (Cylinder Head Sector, CHS), 2TB (Logical Block
  53 Addressing with 32bit, LBA) or >2TB (GUID Partition Table, GPT)
  54
  55 MBR Signature
  56 ~~~~~~~~~~~~~
  57
  58 The 2 bytes 55 and AA (both hex), known as the Magic Number. This signature
  59 tells the system that there should exist a valid MBR - otherwise you'll get
  60 something like "No operating system" or "Non-Bootable Disk".
  61
  62 Backup and Restore
  63 ------------------
  64
  65 Clone whole MBR:
  66
  67   # dd if=/dev/sdz of=mbr_backup.dd bs=512 count=1
  68
  69 Restore the MBR again:
  70
  71   # dd if=mbr_backup.dd of=/dev/sdz bs=512 count=1
  72
  73 Clone MBR *without* partition table:
  74
  75   # dd if=/dev/sdz of=mbr_bootcode.dd bs=446 count=1
  76
  77 Restore MBR *without* partition table again:
  78
  79   # dd if=mbr_bootcode.dd of=/dev/sdz bs=446 count=1
  80
  81 Backup partition layout:
  82
  83   # sfdisk -d /dev/sdz > backup.sfdisk
  84
  85 Restore partition layout again:
  86
  87   # sfdisk /dev/sdz < backup.sfdisk
  88
  89 Write new, clean MBR:
  90
  91   lilo -M /dev/sdz -s /dev/null
  92
  93 Troubleshooting and Pitfalls when booting
  94 -----------------------------------------
  95
  96 ///////////////////////////////////////////////////////////
  97 TODO: better list type for the error message / reason part?
  98 See http://www.methods.co.nz/asciidoc/userguide.html
  99 ///////////////////////////////////////////////////////////
 100
 101 [horizontal]
 102 *Error message*:: ran out of input data. System halted
 103
 104 *Reason*:: Everything OK, except for the filesystem used on your usb device. So
 105 instead of fat16 you use for example fat32. Fix: use the appropriate filesystem
 106 (fat16 for usb pens usually). The Bootsplash might be displayed, the kernel
 107 loads but you very soon get the error message.
 108
 109 *Error message*:: Invalid operating system
 110
 111 *Reason*:: the partition layout is not ok. Very probably there’s no primary
 112   partition or none has the flag ‘bootable’ set.
 113
 114 *Error message*:: No operating system found.
 115
 116 *Reason*:: you forgot to set the boot-flag on the partition. Or there really isn't
 117 any operating system at all.
 118
 119 *Error message*:: kernel-panic: unable to mount root-fs...
 120
 121 *Reason*:: Kernel boots but fails to find the root filesystem. root= argument in
 122 your kernel commandline is pointing to the wrong device. Adjust root=...,
 123 consider using root=UUID=....
 124
 125 *Error message*::  Could not find kernel image: ...
 126
 127 *Reason*:: either a broken isolinux/syslinux version or a broken BIOS. Check out
 128 whether the vendor provides a BIOS update or if using bootloader grub instead of
 129 isolinux/syslinux fixes the problem.
 130
 131 USB modes
 132 ---------
 133
 134   * USB-HDD: usually the default and prefered booting mode.
 135   * USB-ZIP: ??? - can be set up via:
 136
 137     # mkdiskimage -4    /dev/sdz 1  64 32 # device = 1GB
 138     # mkdiskimage -4    /dev/sdz 0 128 32 # device >1GB and <=2GB
 139     # mkdiskimage -F -4 /dev/sdz 0 255 63 # device >2GB and <=8GB
 140
 141     For devices above 8GB (taken from
 142     http://www.knoppix.net/wiki/Bootable_USB_Key):
 143
 144     # mkdiskimage -F -4 /dev/sdz 1 255 63
 145     # dd if=/dev/zero of=/dev/sdz bs=1 seek=446 count=64
 146     # echo -e ',0\n,0\n,0\n,,C,*' | sfdisk /dev/sdz
 147
 148     USB-ZIP requires to have 64 heads and 32 sectors and less than 1024
 149     cylinder count.
 150
 151   * USB-Floppy: ???
 152
 153 TODO
 154 ----
 155
 156 Check out the *real* difference between:
 157
 158   # mbr-install /dev/ice
 159   # lilo -S /dev/null -M /dev/ice ext && lilo -S /dev/null -A /dev/ice 1
 160   # cat /usr/lib/syslinux/mbr.bin > /dev/ice
 161   # syslinux /dev/iceX
 162   # syslinux -sf /dev/iceX
 163   # mkdiskimage ... (USB-ZIP?)
 164   # ...?
 165
 166 Partition stuff:
 167
 168   * How does a correct partition look like?
 169   * The partition should start behind MBR at 1st cylinder and 63rd sector?
 170   * fdisk -l -u /dev/sdz vs. fdisk -l /dev/sdz
 171
 172 Resources
 173 ---------
 174
 175 * http://de.wikipedia.org/wiki/Master_Boot_Record
 176 * http://en.wikipedia.org/wiki/Master_boot_record
 177 * http://michael-prokop.at/blog/2007/04/22/booting-from-usb-pen-troubleshooting-and-pitfalls/
 178 * http://www.ata-atapi.com/hiwmbr.html
 179 * http://thestarman.pcministry.com/asm/mbr/index.html