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情報実験第 7 回 (2014/05/30)最低限 UEFI Ⅱ
~ OS インストール , 起動~北海道大学大学院
理学院宇宙理学専攻三上 峻
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目次• OS インストール• OS 起動手順
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OS インストールのための準備• 外部記憶装置上の OS インストール場所の
作成– パーティション
• パーティション上のデータ保存形式の設定– ファイルシステム
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パーティション• 記憶装置内に作成すること
ができるデータの区画– 区画のサイズは自由に設定
できる– 数には上限がある
3
2
パーティション 1
記憶装置
…
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パーティションの利点• 1 つの記憶装置に異なる複
数のファイルシステム ( 後述 ) を導入できる– パーティション毎に複数の
OS を導入することができる• 障害をパーティション単位
に留め , パーティション毎に復旧できる
3
2
パーティション 1
記憶装置
Windows
Linux
×
…
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OS インストールのための準備• 外部記憶装置上の OS インストール場所の
作成– パーティション
• パーティション上のデータ保存形式の設定– ファイルシステム
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ファイルシステム• パーティション上におけるデータの記録・
管理形式– OS, 記憶装置によって扱えるファイルシステ
ムの種類は異なる• フォーマット– パーティション上にファイルシステムを新た
に作成すること
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主なファイルシステム• Windows: FAT32, NTFS• Mac OS: HFS, HFS+• Linux: ext3, ext4• DVD, Blu-Ray: UDF• USB メモリ : FAT32, exFATパーティション・ファイルの最大容量 , ファイル名の最大文字数などが異なる 最大容量の例 FAT32:4 GB, NTFS: 2 TB, ext4: 16 TB
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記憶装置毎に異なるファイルシステム
Windowsローカルディスク (HDD)
USB メモリ
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exFAT の USB を Linux に挿すと…
ファイルシステムを認識できない
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OS インストールのために• パーティションを作成し, OS の置き場所
を確保する• OS の置き場所となるパーティションを
フォーマットする– OS が対応するファイルシステムでないといけ
ない
パーティション
OS
Windows
Linux
ファイルシステム
NTFS
ext4
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目次• OS インストール• OS 起動手順
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OS 起動の一連の流れ主電源投入
UEFI
OS
アプリケーションソフトウェア
A
アプリケーションソフトウェア
B
アプリケーションソフトウェア
C
・・・・・・
• 電源投入後 ~ OS 起動 の準備をするソフトウェア
• 仕事– POST の実行– OS 起動プログ
ラムの呼び出し
POST• 電源投入後の起動
チェック及び初期化– ハードウェアの検
出– ファームウェアへ
の処理の移行 など
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OS 起動の一連の流れ主電源投入
UEFI
OS
アプリケーションソフトウェア
A
アプリケーションソフトウェア
B
アプリケーションソフトウェア
C
・・・・・・
• 電源投入後 ~ OS 起動 の準備をするソフトウェア
• 仕事– POST の実行– OS 起動プログ
ラムの呼び出し
• OS 起動のために必要なこと– パーティション構造
の情報• GPT (GUID Partition
Table)– OS ローダを読み込む
プログラム ( ブートローダ )• UEFI Application
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GPT(GUID Partition Table)
• UEFI 環境下で用いられるパーティション管理方式
• 作成可能パーティション数は 128
• GUID (Globally Unique IDentifer)によりパーティションのタイプを識別– GUID: 128 bit の値を持つ一意な識
別子– Linux データパーティションの例
(16 進数で表記 )• EBD0A0A2-B9E5-4433-87C0-68B6B72699C7
第 2 GPT ヘッダ
第 2 パーティションテーブ
ル
3
2
パーティション 1
EFIシステムパーティ
ション
第 1 パーティション テーブ
ル
第 1 GPT ヘッダ
MBR
…
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GPT(GUID Partition Table) の構成• MBR (Master Boot Record)• GPT ヘッダ• パーティションテーブル• EFI システムパーティショ
ン
• GPT 内の位置情報は LBA (Logical Block Addressing) で記述– MBR: 0, 第 1 GPT ヘッダ : 1
第 2 GPT ヘッダ
第 2 パーティションテーブ
ル
3
2
パーティション 1
EFIシステムパーティ
ション
第 1 パーティション テーブ
ル
第 1 GPT ヘッダ
MBR
…
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MBR(Master Boot Record)
• BIOS が最初に読み込む場所• UEFI 下では GPT ヘッダ , パー
ティションテーブル , EFI システムパーティションで代替
第 2 GPT ヘッダ
第 2 パーティションテーブ
ル
3
2
パーティション 1
EFIシステムパーティ
ション
第 1 パーティション テーブ
ル
第 1 GPT ヘッダ
MBR
…
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GPT ヘッダ• パーティションテーブルや EFI
システムパーティションの位置情報を保持
• 2 つ作成することで安全性を提供
第 2 GPT ヘッダ
第 2 パーティションテーブ
ル
3
2
パーティション 1
EFIシステムパーティ
ション
第 1 パーティション テーブ
ル
第 1 GPT ヘッダ
MBR
…
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パーティションテーブル• パーティション情報の保持– 位置 (LBA で記述 )• 容量は位置情報から計算
– ファイルシステムの種類 など
第 2 GPT ヘッダ
第 2 パーティションテーブ
ル
3
2
パーティション 1
EFIシステムパーティ
ション
第 1 パーティション テーブ
ル
第 1 GPT ヘッダ
MBR
…
![Page 21: 情報実験第 7 回 (2014/05/30) 最低限 UEFI Ⅱ ~ OS インストール , 起動~](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062218/56815b59550346895dc93ef2/html5/thumbnails/21.jpg)
EFI システムパーティション• UEFI Application ( ブート
ローダ ) を格納– パーティションに置かれた
OS ローダ (OS カーネル起動プログラム ) を読み込む
第 2 GPT ヘッダ
第 2 パーティションテーブ
ル
3
2
パーティション 1
EFIシステムパーティ
ション
第 1 パーティション テーブ
ル
第 1 GPT ヘッダ
MBR
…
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OS 起動の一連の流れ主電源投入 UEFI
• 電源投入後 POST を行う
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OS 起動の一連の流れ
第 2 GPT ヘッダ
パーティションテーブル
パーティション
EFIシステムパーティ
ション
パーティション テーブル
第 1 GPT ヘッダ
MBR 主電源投入 UEFI
• GPT ヘッダでパーティションテーブルと EFI システムパーティションの位置を把握
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第 2 GPT ヘッダ
パーティションテーブル
パーティション
EFIシステムパーティ
ション
パーティション テーブル
第 1 GPT ヘッダ
MBR
OS 起動の一連の流れ主電源投入 UEFI
• パーティションテーブルでパーティションの位置とファイルシステムを確認
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第 2 GPT ヘッダ
パーティションテーブル
パーティション
EFIシステムパーティ
ション
パーティション テーブル
第 1 GPT ヘッダ
MBR
OS 起動の一連の流れ主電源投入 UEFI
• EFI システムパーティションにあるブートローダでパーティションの OS ローダを読み込む
OS ローダ※ ブートローダは起動フラグ
が立ったパーティションを参照する
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第 2 GPT ヘッダ
パーティションテーブル
パーティション
EFIシステムパーティ
ション
パーティション テーブル
第 1 GPT ヘッダ
MBR
OS 起動の一連の流れ主電源投入 UEFI
• OS ローダが OS カーネルを読み込む
OS
OS ローダ
![Page 27: 情報実験第 7 回 (2014/05/30) 最低限 UEFI Ⅱ ~ OS インストール , 起動~](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062218/56815b59550346895dc93ef2/html5/thumbnails/27.jpg)
まとめ• OS インストール– 場所 : パーティション– 保存形式 : ファイルシステム
• OS 起動手順– GPT ヘッダを参照
• パーティションテーブル・ EFI システムパーティションの位置情報
– パーティションテーブルチェック• パーティション情報
– EFI システムパーティション内の UEFI Application( ブートローダ ) を起動• ブートローダ => OS ローダ => OS カーネル
![Page 28: 情報実験第 7 回 (2014/05/30) 最低限 UEFI Ⅱ ~ OS インストール , 起動~](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062218/56815b59550346895dc93ef2/html5/thumbnails/28.jpg)
参考文献• 板谷芳男 , 2009, 「 Windows & Linux デュアルブートの全
てがわかる本」 , ソーテック社• 荻原 弘尭 , INEX2013 2013/06/14 レクチャー資料 ,
http://www.ep.sci.hokudai.ac.jp/~inex/y2013/0614/lecture/pub/
• 次世代 BIOS 「 EFI 」 の仕組を探る , 塩田紳二 , http://www.dosv.jp/feature/0606/20.htm• GPT と MBR はどのように違うのか? , かーねる・う゛い
えむにっき , http://d.hatena.ne.jp/syuu1228/20130103/1357165915
![Page 29: 情報実験第 7 回 (2014/05/30) 最低限 UEFI Ⅱ ~ OS インストール , 起動~](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062218/56815b59550346895dc93ef2/html5/thumbnails/29.jpg)
参考文献• 「プライマリパーティション」と「拡張パーティション」
の違い , ruuroo http://pctrouble.lessismore.cc/extra/difference_partition.html