その５　上級編

　上級編では、マルチブートシステムでのトラブルシューティングのために知っておくと役に立つMBRやパーティションブートセクタの解説、および修復方法を説明する。ただし、これらの操作は間違って行うとパーティションそのものが使用不可能になる危険があるので、十分に理論的な理解を持ってから実行していただきたい。

Part1　マスターブートレコードおよびパーティションブートセクタのバックアップ

　マルチブートの場合に限らないのだが、マスターブートレコード (以下MBR) やパーティションブートセクタ (以下PBS) は、いったん壊れると被害が非常に大きい。そのパーティションがアクセス不能になるだけでなく、場合によってはハードディスク全体がアクセス不能になる。しかも標準機能ではバックアップを取ることもできない。また完全な修復機能も標準では提供されていない。ただ、シングルOSの場合は、OSのインストール時以外ではこれらが書き換えられることは普通ないので、壊れる危険性は少ない。一方、マルチブートシステムで、NTLDR以外のOSセレクタを使っている場合は、MBRが頻繁に書き換えられるため、MBRが壊れる危険性も高くなる。そこで、転ばぬ先の用心として、MBRやPBSのバックアップを取っておけば安心できる。ここでは、MBRとPBSのバックアップの取り方、リストアの仕方について解説する。

MBRのバックアップ

　MBRをバックアップするには、そのためのツールが必要だ。Windows 2000/XPのインストールCD-ROMには「Support\Tools」フォルダに「Disk Probe」が収録されている。同フォルダのSetup.exeを実行すればDisk Probeを含むサポートツールがインストールできる。このDisk Probeを使うとMBRのバックアップ／リストアができる。ただし、これはWindows NT/2000/XP用のプログラムなので、Windows NT/2000/XPが起動できなくなった際は、これを使ったリストアができない。その場合はDOSベースで動作するツールを使う必要がある。

　Disk ProbeでMBRのバックアップを行うには、次の操作を行う。

1. Administrator権限でDisk Probeを起動して、「Drives」メニューから「Physical Drive」を選択する。

2. MBRをバックアップしたいハードディスク (通常はPhysicalDrive0) をダブルクリックし、「Set Active」をクリックし、「OK」をクリックする。

3. 「Sectors」メニューから「Read」選択する。

4. 「Starting Sector」が「0」、「Number of Sectors」が「1」のまま、「Read」をクリックする。画面にはMBRが表示される (画面１)。

画面１ Disk ProbeでMBRを表示した

5. 「File」メニューから「Save As」を選択し、適当な場所に (ハードディスクにアクセスできない場合に備えてフロッピィがよい)、適当な名前をつけて保存する。名前には.dskの拡張子が自動的に付けられる。これでMBRのバックアップができた。

MBRのリストア

　MBRに異常があってもWindows NT/2000/XPが起動できるなら、Disk Probeを使ってMBRのリストアができる。方法は、

1. 「File」メニューから「Open File」を選択し、バックアップしておいたファイルを指定する。画面にバックアップファイルの内容が表示される。

2. 「Drives」メニューから「Physical Drive」を選択する。

3. MBRをリストアしたいハードディスク (通常はPhysicalDrive0) をダブルクリックし、「Set Active」をクリックし、「Read Only」のチェックを外し、「OK」をクリックする。

4. 「Sectors」メニューから「Write」選択する。

5. 「Starting sector to write data」が「0」のまま、「Write it」をクリックする。

6. 警告メッセージに対して「はい」をクリックする (画面２)。

画面２ Disk ProbeでMBRをリストアする

　これでMBRがリストアされる。もし、MBRの損傷によりWindows NT/2000/XPが起動しない場合は、まず、Windows 2000/XPの回復コンソールで「FIXMBR」コマンドを実行してみる。このコマンドはMBR中のマスターブートプログラムを修復する (書き換える) ので、これでWindows NT/2000/XPが起動する可能性がある。これでも起動しない場合は、Windows NT 4.0リソースキットの「DiskSave」を使ってMBRをリストアすることができる。DiskSaveはリソースキットの「I386\FaultTol」フォルダに収録されているので、これをフロッピィにコピーしておく。DiskSaveの使い方は次のとおり。

1. 英語モードのDOSフロッピィから起動する (Win9xのフロッピィは不可)。DiskSaveをコピーしたフロッピィに差し替え、「Disksave」と入力する。

画面３ DiskSaveの画面

2. 画面３のDiskSaveの画面で「F3」キーを押して、MBRのバックアップファイルを指定すれば、MBRのリストアができる。
なお、DiskSaveではMBRのバックアップもできる。バックアップファイルはDisk Probeで作成したものと同じだ。

　DiskSaveを持っていない場合は、MBMと同じ作者によるフリーソフトの「MBRX」を使ってもMBRのバックアップ／リストアができる (画面４)。このバックアップファイルはDisk ProbeやDiskSaveと互換性がある。

画面４ MBRXによるMBRのリストア

　この他に、フリーソフトの「FIPS」(http://www.igd.fhg.de/~aschaefe/fips/) でも、MBRとアクティブなPBSのバックアップができ、FIPS付属の「Retorrb」でリストアができるが、バックアップファイルは上記の３ソフトと互換性がなく、８GB超のハードディスクにも対応していないので、ちょっと使いにくい。ただし、このソフトは、データを保ったまま、パーティションの分割ができるので、その面では役に立つこともあるだろう。

PBSのバックアップ

　PBSのバックアップもやはりDisk Probeでできる。方法は次のとおり。

1. Administrator権限でDisk Probeを起動して、「Drives」メニューから「Logical Volumes」を選択する。

2. PBSをバックアップしたいドライブをダブルクリックし、「Set Active」をクリックし、「OK」をクリックする。

3. 「Sectors」メニューから「Read」選択する。

4. 「Starting Sector」が「0」、「Number of Sectors」が「1」のまま、「Read」をクリックする。画面にはPBSが表示される (画面５)。

画面５ Disk ProbeでPBSを表示した

5. 「File」メニューから「Save As」を選択し、適当な場所に (ハードディスクにアクセスできない場合に備えてフロッピィがよい)、適当な名前をつけて保存する。名前には.dskの拡張子が自動的に付けられる。これでPBSのバックアップができた。

PBSのリストア

　PBSが損傷していてもWindows NT/2000/XPが起動できる場合は、やはりDisk ProbeでPBSのリストアができる。方法は次のとおり。

1. Disk Probeの「File」メニューから「Open File」を選択し、バックアップしておいたファイルを指定する。画面にバックアップファイルの内容が表示される。

2. 「Drives」メニューから「Logical Volumes」を選択する。

3. PBSをリストアしたいドライブをダブルクリックし、「Set Active」をクリックし、「Read Only」のチェックを外し、「OK」をクリックする。

4. 「Sectors」メニューから「Write」選択する。

5. 「Starting sector to write data」が「0」のまま、「Write it」をクリックする。

6. 警告メッセージに対して「はい」をクリックする (画面６)。

画面６ PBSをリストアする

　PBSが損傷したことが原因でWindows NT/2000/XPが起動できない場合は、まずWindos 2000/XPの回復コンソールを起動して、「FIXBOOT X:」コマンドを実行してみて欲しい (Xは対象となるドライブ名)。このコマンドはPBSのプログラム部分の修復 (書き換え) を行うもので、これで起動できるようになる可能性がある。なお、Windows 9xの起動パーティションのPBSを修復する場合は、Windows 9xの起動ディスクで起動して「SYS X:」コマンドを実行する。

　それでも起動しない場合は、DOSベースのPBSリストアツールを使うしかないが、困ったことに適当なツールがない。DsikSaveではPBSのバックアップ／リストアが可能だが、残念ながら８GB超に対応していないので、８GB超のパーティションに対しては利用できない。FIPSとRetorrbも同様に８GB超に対応していない。またMBRXにはPBSのバックアップ／リストア機能がない。したがって８GB以内のパーティションの場合に限ってDiskSaveを使うとよいだろう。

　またDiskSaveやFIPS/Restorrbでバックアップ／リストアできるPBSはアクティブな基本パーティションだけだ。一方、Disk ProbeではすべてのパーティションのPBSをバックアップ／リストアできる。なお、Disk Probeは、本当はバックアップ／リストアのためのツールではなく。ハードディスクのすべてのセクタを表示・編集するためのローレベルディスクエディタだ。したがって、Windowsであれ、Linuxであれ、すべてのハードディスク領域をDisk Probeで編集できる。それだけに、使い方を間違うと極めて危険なツールだ。Disk Probeを使う場合は、十分に注意して使っていただきたい。

Part2　MBRの構造

　これまで述べてきたように、ハードディスクの障害に対しては、時にはMBRやPBSの修復といった作業が必要になる。そこで最後に、MBRとPBSの構造について説明しておこう。これが理解できていれば、MBRやPBSを直接編集して、色々な障害を修復することも可能になる。

　まず、MBRの構造だが、画面７のようになっている。これはハードディスクの最初のセクタであり、サイズは512バイトだ。

画面７ Windows 2000で作成されたMBRの例

　画面７のマスターブートプログラムはWindows 2000で作成されたもので、画面８のWindows Meで作成されたものとは、サイズも内容も異なっているのが分かるだろう。マスターブートプログラムを修復 (書き込む) するコマンドが、Windows 2000/XPでは回復コンソールの「FIXMBR」であり、Windows 9xでは「FDISK /MBR」だ。

画面８ Windows Meで作成されたMBRの例

　署名は、Windows NT/2000/XPでハードディスクを識別するために使われる特別な４バイトのフィールドだ。Windows 9xでは、このデータは無視される。Windows 2000の場合はこれが変更されると、起動できなくなる場合があるので、絶対に変更してはならない。

　署名の前に３バイトのデータがあるが、これはWindows 2000で書き込まれる。これがどういう目的で使われるのかは分かっていない。試しに、このフィールドを削除 (00で上書き) してみたが、Windows 2000の動作に変化は見られなかった。

　パーティションテーブルには、各16バイトの４つのフィールドがあり、各フィールドが１つのパーティションを表している。パーティションテーブルの最初の１フィールド分を取り出すと、

00 01
01 00 0C FE FF FF 3F 00 00 00 FA EF D4 01

となる。

最初の「00」は「ブート識別子」と呼ばれるデータで、これが「80」ならアクティブ、「00」なら非アクティブを表す。その後のデータは順に、

「01」はパーティションの開始ヘッド

「01」はパーティションの先頭セクタ

「00」はパーティションの先頭シリンダ

そして「0C」は本稿でたびたび問題となっているシステムIDだ。

「FE」は終了ヘッド

「FF」は終了セクタ

「FF」は終了シリンダ

その後の４バイト「3F 00 00 00」はディスク先頭からの相対セクタ

さらにその後の４バイト「FA EF D4 01」はパーティションの総セクタ数だ。

この後の16バイトは次のパーティションを表し、データの順番は上と同じだ。パーティションは最大４つまで記録され、４つに満たない場合は、「00」で埋められる。

なお、パーティションテーブルの後にある２バイト「55 AA」はセクタ終了マーカーで、常に「55 AA」になる。

この例のパーティションテーブルから、次のことが容易に読み取れる。
●現在アクティブなパーティションはハードディスクの先頭から３つ目のNTFSパーティションである。
●ハードディスクの先頭パーティションはFAT32の基本パーティションだ。
●２番目には拡張パーティションがある。拡張パーティションの中に、いくつのパーティション、あるいはどんなパーティションがあるかはこのデータからは分からない。
●４つ目のパーティションはFAT32の基本パーティションだ。
●各パーティションのサイズは先頭位置と終了位置から、あるいは総セクタ数から計算すれば分かる。

Part3　PBSの構造

　PBSは各パーティションの先頭セクタにある512バイトだ。そのパーティションがNTFS (画面９) か、FAT32 (画面10) またはFAT16かによって構造が異なる。

画面９ NTFSのPBSの例

画面10 FAT32のPBSの例

　NTFSのパーティションの場合は、先頭の３バイトがイニシャルプログラムローダー (IPL) へのジャンプ命令、次の８バイトがOEM ID、その後の25バイトがBIOS Parameter Block (BPB) と呼ばれるファイルシステムのデータを表すフィールド、次ぎの48バイトが拡張BPB、その後の426バイトがIPL、そして最後の２バイトがセクタ終了マーカー (55 AAに固定) となっている。

　FAT32の場合は、先頭の３バイトがIPLへのジャンプ命令、次の８バイトがOEM ID、その後の53バイトがBPB、次ぎの26バイトが拡張BPB、その後の420バイトがIPL、最後の２バイトがセクタ終了マーカー (55 AAに固定) となっている。

　BPBや拡張BPBは、CheckdskやScandiskでチェックし修復が可能だ。またIPLはWindows 2000/XPの回復コンソールで「FIXBOOT」コマンドを実行することで、あるいはWindows 9xで「Sys」コマンドを実行することで修復ができる。BPBや拡張BPBについては、ここでは詳しい説明は省略するので、詳しく知りたい人は「Windows 2000 Professionalリソースキット (下)」を参照していただきたい。