Intel Mac 多系统(Mac OS X、GNU/Linux、Windows)原理和实践
February 7th, 2009
Intel Mac 安装多系统的方法网上有很多文章介绍,已经不神秘了。本文解释整个过程背后的原理以及提供关键问题的解决方案,同时介绍我自己的分区方案和实践经验。以下内容基于在一台 MacBook 上安装运行 Mac OS X 10.5、Debian GNU/Linux lenny 分支和 Windows XP 的三系统实践,所以某些细节可能会不适用于其它情况。
背景
理论上,所有基于 Intel CPU 的 Mac 计算机(包括 MacBook,Mac Mini 等)在安装过 Mac OS X 10.4.6 或更高版本的 combo update 和 firmware update 后都应该可以安装运行 GNU/Linux 和 Windows 2000 以上版本,但是有一些限制。
众所周知 PC 使用 BIOS 作为硬件 firmware 和操作系统的中间层,并且使用 MBR 分区表作为硬盘分区方案。而 Intel Mac 与普通 PC 最大的区别就是使用了 BIOS 的下一代替代品 EFI 和 GPT 分区方案。EFI 和 GPT 都分别向后兼容于 BIOS 和 MBR 分区表,所以可以支持基于 BIOS 和 MBR 的操作系统,例如 GNU/Linux 和 Windows。
简单地说,GPT 通过包含一份 MBR 分区表来兼容 MBR 分区方案(参考 Wikipedia 上的 GPT 页面)。GPT 的内容可以被同步到 MBR 分区表中,所以当硬盘使用 GPT 分区方案时,GPT 里的分区可以通过 MBR 分区表被访问到——这是在 Intel Mac 上安装基于 MBR 分区表方案的操作系统的关键。但是 MBR 分区表只能包含最多 4 个主分区(扩展分区相当于一个主分区,可以在其上划分多个逻辑分区),而 GPT 没有扩展分区和逻辑分区的概念,现有的工具在同步 GPT 到 MBR 分区表时也不会做额外的转换,所以实际上只能同步 GPT 上的前 4 个分区到 MBR 分区表中。而 Intel Mac 上运行 Windows 有一个奇怪的限制,Windows 必须被安装到 MBR 分区表中的最后一个分区上,否则会在启动时提示找不到 %SystemRoot%\system32 目录下的某文件。
虽然 Mac OS X 附带的 Disk Utility 可以对 GPT 分区方案的硬盘进行分区,但是不够稳定,不建议使用。GNU Parted 是我的选择,它对 GPT 分区方案支持比较好。另外还需要 rEFIt 中的 Partitioning Tool 来同步 GPT 和 MBR 分区表,同时我也使用 rEFIt 作为多系统引导管理器,相对于目前的 GRUB2 来说,它更成熟并且非常容易使用,还拥有很漂亮的图形界面。
GNU/Linux 内核支持 GPT,因此启动之后可以访问 GPT 上的所有分区。但是 GRUB 不支持 GPT,所以 GRUB 和 GNU/Linux 内核必须被安装到一个 MBR 分区表里的分区上。Windows 完全不支持 GPT,所以始终只能访问 MBR 分区表上的 4 个分区。
双系统的特殊情况
在典型的双系统情况下,你可能只有三个分区,Mac OS X 占用两个,Windows 占用一个。使用 rEFIt 同步 GPT 和 MBR 分区表后,工作很正常。然而如果你在 Mac OS X 里创建了另外一个分区,导致同步 GPT 和 MBR 后 Windows 安装分区不再是 MBR 分区表中最后一个分区,此时 Windows 就会像上文中提到那样无法启动。解决方法很简单,使用不支持 GPT 的分区工具将这个新创建的分区在 MBR 分区表中删掉即可。注意,仅仅是在 MBR 分区表中删掉,在 Mac OS X 里通过 GPT 你仍然可以访问它。
不支持 GPT 的分区工具包括 Linux 里的 fdisk,Windows 的 compmgmt.msc 里的磁盘管理,以及各种 Windows 下第三方工具的较老版本,例如 Paragon Partition Manager 7.0。
我的分区方案
Mac OS X 的常规安装需要占用两个分区,第一个是预留的 EFI System,有文章说可以安全地删除它,不过我没有尝试。GNU/Linux 和 Windows 各自需要占用一个分区,刚好达到 MBR 分区表中 4 个主分区的限制。这是大多数文章中介绍的方案,但是这样 GNU/Linux 和 Windows 都没有一个专门存储数据的分区,GNU/Linux 也没有 swap 分区,使用上并不方便。
以下是我的分区方案,使用 GNU/Linux 的设备描述方式:
/dev/sda1 200.00MB EFI System
/dev/sda2 43.83GB HFS+ 文件系统,Mac OS X 安装分区
/dev/sda3 13.50GB ext3 文件系统,同时作为 GNU/Linux 的 /boot,/home 和 Windows 里的 D: 盘
/dev/sda4 5.00GB NTFS 文件系统,Windows 安装分区 C: 盘
/dev/sda5 10.00GB reiserfs 文件系统,GNU/Linux 的安装分区 / 目录
/dev/sda6 2.00GB linux-swap 文件系统,GNU/Linux 的交换分区
使用 rEFIt 的 Partitioning Tool 进行同步后,/dev/sda4 刚好是 MBR 分区表中的最后一个分区,符合上面提到的 Intel Mac 运行 Windows 的必要条件。
在 Windows 里安装 Ext2 IFS 或者 Ext2fsd 即可将 ext3 文件系统的 /dev/sda3 当成 ext2 文件系统挂载为 D: 盘。要注意的是目前主流发行版里的 mkfs.ext3 默认会创建 inode 为 256 字节的 ext3 文件系统,而 Ext2 IFS 只支持 inode 大小为 128 字节的 ext3 文件系统,Ext2fsd 则没有问题。或者也可以使用 mkfs.ext3 -I 128 来创建 inode 大小为 128 字节的 ext3 文件系统。
Windows 还可以通过安装 MacDrive 来访问安装 Mac OS X 的 HFS+ 分区,它对 HFS+ 文件系统支持很好。和 Ext2 IFS 及 Ext2fsd 一样,安装它以后你可以将 HTFS+ 文件系统的分区挂载为 Windows 下的一个逻辑盘。与 Ext2 IFS 和 Ext2fsd 不同的是,这个逻辑盘的盘符只能在 Windows 自己的磁盘管理工具里修改。但是它可能跟 Ext2fsd 有冲突,每次安装 Ext2fsd 后都会由 MacDrive 的某个驱动程序导致 Windows 蓝屏。与 Ext2 IFS 同时安装使用就没有问题。MacDrive 是本文提到的第三方工具中唯一一个商业软件。
Mac OS X 也可以通过安装 Mac OS X Ext2 Filesystem 来访问 /dev/sda3,并将其作为单独的个人数据分区。不过我没有这么做,因为事实上我几乎不使用 Mac OS X,我觉得 Debian GNU/Linux 提供的类 Unix 环境比 Mac OS X 的更友好,保留它只是因为这台 MacBook 的主人需要它。
这个方案的好处是 Windows 可以有 D: 盘来将系统和个人数据分开,GNU/Linux 也可以有多个分区来分离系统和个人数据。实际上因为 GNU/Linux 内核 支持 GPT,后面可以创建更多分区给 GNU/Linux,不过我使用的 MacBook 硬盘只有 80GB,分区太多各个分区空间利用率反而降低,所以 /dev/sda3 身兼了三职。这样做还有个好处,Windows 里的 Cygwin 和 GNU/Linux 可以很容易的共享同一个 $HOME 目录,不管是 TM2008、Pidgin 还是 OpenSSH、zsh、Vim/gVim 都可以很方便地在两个系统共享同一套配置和数据文件。
准备工具
- 一台 Intel Mac。
- Mac OS X 10.4 以上安装光盘,如果 Intel Mac 上已经安装好了 Mac OS X,则不需要。
- Windows 安装光盘,原始版本或者 Ghost 版本都可以。
- 一张包含 GNU Parted 的 GNU/Linux 安装光盘或者 Live CD,例如我使用的 Debian 安装光盘。
- rEFIt 安装程序。
因为 Intel Mac 对 USB 存储设备的 BIOS 兼容启动支持很差,所以上面提到的都是光盘。
安装步骤
按照常规的方式将 Mac OS X 安装到一个分区上。建议将安装光盘的 dmg 镜像使用 Disk Utility 恢复到一块移动硬盘的某个主分区上,再用它启动安装程序,这样安装过程会比较快。如果你的 Intel Mac 上已经有一个正常使用的 Mac OS X 10.4 以上版本,这一步可以直接忽略。
使用 Mac 主菜单里的 Software Update 安装最新的 combo update 和 firmware update。
在 Mac OS X 里使用命令行工具 diskutil 将 Mac OS X 安装分区动态缩小(也可以使用 BootCamp),为其它系统预留出足够的空间。这一步的目的只是留出空间,详细的分区过程将使用 GNU Parted。命令格式如下,第一个 45G 是 Mac OS X 安装分区 disk0s2 将要被缩小到的大小。第二个 30G 只是用来占位的分区,必须提供,否则 diskutil 完成工作之后你会发现 disk0s2 大小没有变化。在这么做之前请使用 diskutil list 查看 GPT,确保你的 Mac OS X 是安装在 disk0s2。
sudo diskutil resizeVolume disk0s2 45G "MS-DOS FAT32" "Windows" 30G
在 Mac OS X 里安装多系统引导管理器 rEFIt。安装完成以后每次启动时都可以看到 rEFIt 的图形界面,通过它可以选择启动不同的系统,以及访问 rEFIt 的 Partitioning Tool 进行 GPT 和 MBR 分区表的同步。
使用 Debian 安装光盘(或者其它包含 GNU Parted 的 LiveCD)启动 Intel Mac,在硬盘分区步骤即可以使用 GNU Parted 工具。删掉刚才预留的 30G 占位分区,将空闲空间按照上面提到的方案分成 4 个分区。此处 GNU Parted 不能创建 NTFS 文件系统,所以 /dev/sda4 暂时使用 ext3 或者其它文件系统,将来可以用 Windows 安装程序重新格式化为 NTFS。我在这一步直接安装好了 Debian GNU/Linux,你也可以在分区完成后取消安装过程,安装你喜欢的其它发行版。我猜测大多数的发行版使用的分区工具都应该是 GNU Parted,因此这一步你应该可以直接使用你喜欢的发行版的安装光盘。
重新启动后在 rEFIt 的图形界面里进入 Partitioning Tool,按提示进行 GPT 和 MBR 的同步。
使用 Windows 安装光盘启动 Intel Mac 并将最后一个分区(Windows 安装程序看到的最后一个分区只是 MBR 分区表中的最后一个分区,即 /dev/sda4)格式化为 NTFS,安装 Windows。
也可以用国内常见的各种 GhostXP 光盘来安装 Windows,但是必须要使用带有 Windows PE 的版本。因为 Intel Mac 几乎完全不能运行 DOS 下的任何程序,所以必须使用光盘上的 Windows PE 启动,然后使用 GHOST32 来恢复光盘上的 .GHO 文件到预留的 Windows 安装分区 /dev/sda4。这里还可能会遇到一个问题,如果执行 GHOST32 之前你已经将 /dev/sda4 格式化成了 FAT32 文件系统(也可能是 NTFS),很有可能在 GHOST32 中选择目标分区时看不到它,而保留在第 5 步中选择的 ext3 或者 reiserfs 文件系统则没有问题。
参考资料
- Triple Boot via BootCamp – OnMac.net Wiki
- rEFIt – Myths and Facts About Intel Macs
- MacBook – Debian Wiki
May 30th, 2009 at 16:18
你好, 這篇經驗分享對我幫助很大, 不過我有個地方不太明白,在分區方案中說到:
「dev/sda3 13.50GB ext3 文件系统,同时作为 GNU/Linux 的 /boot,/home 和 Windows 里的 D: 盘」
請問一個分割區要如何才能同時被 /boot 跟 /home mount 呢? 我只能設定其中的一個而已。 謝謝
June 7th, 2009 at 02:38
直接在 /etc/fstab 里像其它分区一样设置就可以了,没有什么特别的。你遇到的具体问题是什么?
October 22nd, 2009 at 12:25
我很喜欢你的博客!能学到很多!谢谢你!
October 24th, 2009 at 12:01
现在我是在考虑如何在X86上安装OSX。 在苹果电脑上安装WINDOWS倒是没试过,没那条件哇~