GUID分区表(GPT)简介.doc

GPTGUID分区表GUID（Globally Unique Identifier），即全局唯一标志符。GUID分区表，是一种由基于Itanium（Intel安腾处理器）计算机中的可扩展固件接口(EFI) 使用的磁盘分区架构。EFI：Extensible Firmware Interface，EFI即可扩展固件接口，由Intel开发，为替代BIOS的升级方案。EFI只是一个接口，位于操作系统与平台固件之间,不像是BIOS那样是固件又是接口。到目前为止，EFI主板寥寥可数。UEFI：是由Intel，Microsoft，AMI等组成的Unified EFI Form国际组织，以EFI1.10为基础发展起来的。GPT只是EFI方案的一部分，在BIOS主板的PC中也可使用GPT分区，但只有基于EFI主板的系统支持从GPT启动。GPT与MBR：与MBR最大4个主分区表项的限制相比，GPT对分区数量没有限制,每个分区都拥有唯一的ID标志码，它使用64bit（8字节）的整数表示扇区号，所以理论上允许用户使用最高18EB容量(1EB=100万TB)进行分区，这绝对是一个高得令人匪夷所思的数字。GPT分配64bits给逻辑块地址，因而使得最大分区大小在18446744073709551615(264-1）个扇区成为了可能。GPT的分区信息是建立在分区中，而不像MBR在隐藏分区中。BIOS系统的MBR分区表用32bits（4字节，如MBR中分区前隐藏扇区大小即用“3F 00 00 00”表示）来存储逻辑块地址（LBA）和大小信息。对于那些扇区为512字节的磁盘，MBR不支持容量大于2.2TB的分区。一些硬盘制造商（诸如希捷和西部数据）注意到了这个局限性，并且将他们的容量较大的磁盘升级到了一扇区4KB大小,这意味着MBR的有效容量上限提升到了8.8TB。使用英特尔架构的苹果机也使用GPT。苹果公司曾经警告说：“不要假定所有设备的块（扇区）大小都是512字节。”一些现代的存储设备如固态硬盘可能使用1024字节的块，一些磁光盘（MO）可能使用2048字节的扇区（但是磁光盘通常是不进行分区的）。一些硬盘生产商在计划生产4096字节一个扇区的硬盘，但截至2010年初，这种新硬盘使用固件对操作系统伪装成512字节一个扇区（也就仍然使用32bits来存储LBA和大小信息）。GPT详解：传统MBR信息存储于LBA 0。GPT头（储存分区表的位置信息）存储于LBA 1。接下来才是分区表本身，（64位Windows操作系统）共使用了16,384字节（32扇区）作为GPT分区表。接下来的LBA 34是硬盘上第一个分区的开始。Remaining Partition意思是剩余分区。为了减少分区表损坏的风险，GPT在硬盘最后倒数34个扇区（LBA -33）保存了一份分区表的副本。以下为详细解释：Protective MBR（“保护MBR”，LBA 0）：出于兼容性考虑，硬盘的第一个扇区仍然用作MBR，之后才是GPT（GPT Header）头。这主要是为了保护GPT不受MBR类磁盘管理软件的危害，GPT才在主引导扇区建立了一个“Protective MBR”（保护MBR）的MBR分区表。在支持从GPT启动的操作系统中，这里也用于存储第一阶段的启动代码。在这个MBR中，只有一个标识为0xEE的分区，以此来表示这块硬盘使用的是GPT分区表。在Windows磁盘管理器里它名为GPT保护分区，这个保护分区的大小在Windows下为128MB。不能识别GPT硬盘的操作系统通常会识别出一个未知类型的分区，并且拒绝对硬盘进行操作，这就避免了意外删除分区的危险（除非用户特别要求删除这个分区）。能够识别GPT分区表的操作系统会检查“保护MBR”中的分区表，如果分区类型不是0xEE或者MBR分区表中有多个项，也会拒绝对硬盘进行操作。Primary GPT Header（主GPT头，LBA 1）：GPT头记录了这块硬盘的GUID，GPT头本身的位置（总是在LBA 1）和大小，记录了硬盘的可用空间以及组成分区表的项的大小和数量，以及备份分区表头和分区表的位置和大小（在硬盘的最后）。此外，它还储存着它本身和分区表的CRC32校验。固件、引导程序和操作系统在启动时可以根据这个校验值来判断分区表是否出错，如果出错了，可以使用软件从硬盘最后的备份GPT中恢复整个分区表，如果备份GPT也校验错误，硬盘将不可使用。所以GPT硬盘的分区表不可以直接使用16进制编辑器修改。GPT分区表头的格式（LBA 1）：起始字节长度内容08字节签名（“EFI PART”, 45 46 49 20 50 41 52 54）84字节修订（在1.0版中，值是 00 00 01 00）124字节分区表头的大小（单位是字节，通常是92字节，即 5C 00 00 00）164字节分区表头（第091字节）的CRC32校验，在计算时，把这个字段作为0处理，需要计算出分区串行的CRC32校验后再计算本字段204字节保留，必须是 0248字节当前LBA（这个分区表头的位置）328字节备份LBA（另一个分区表头的位置）408字节第一个可用于分区的LBA（主分区表的最后一个LBA + 1）488字节最后一个可用于分区的LBA（备份分区表的第一个LBA 1）5616字节硬盘GUID（在类UNIX系统中也叫UUID）728字节分区表项的起始LBA（在主分区表中是2）804字节分区表项的数量844字节一个分区表项的大小（通常是128）884字节分区串行的CRC32校验92*保留，剩余的字节必须是0（对于512字节LBA的硬盘即是420个字节）Entry（分区表项，LBA 2 - LBA 33）：分区表项。Windows最大仅支持128个GPT分区。在使用64位Windows Server 2003的机器上，使用32扇区(16,384字节）保存GPT分区表，每扇区4个分区表项，共128个（其中每个都是128字节），表明最多可以创建128个分区。 GPT分区表项的格式：起始字节长度内容016字节分区类型GUID1616字节分区GUID328字节起始LBA（小端序）408字节末尾LBA488字节属性标签（如：60表示“只读”）5672字节分区名（可以包括36个UTF-16（小端序）字符）EFI标准要求分区表最小要有16,384字节，即128个分区项的大小。GPT分区表使用简单而直接的方式表示分区。一个分区表项的前16字节表明分区类型为GUID。例如，EFI系统分区的GUID类型是C12A7328-F81F-11D2 -BA4B-00A0C93EC93B。接下来的16字节是该分区唯一的GUID（这个GUID指的是该分区本身，而之前的GUID指的是该分区的类型）。再接下来是分区起始和末尾的64位LBA编号，以及分区的名字和属性。Partition（LBA 34 - LBA-34）：GPT对分区数量没有限制,每个分区都拥有唯一的ID标志码，它使用64 bit的整数表示扇区号，所以理论上允许用户使用最高18EB容量进行分区。GPT头和分区表备份（LBA-33 - LBA-1）：位于硬盘最后33个扇区，内容大小同前面一样。GPT启动的支持：在使用MBR/GPT混合分区表的硬盘中，可以使不支持从GPT启动的操作系统从这个MBR启动，启动后只能操作MBR分区表中的分区。如Boot Camp就是使用这种方式启动Windows。而Windows XP（32位）/2000/NT/98这些系统无法支持GPT分区方案，只能查看GPT的保护分区，GPT不会被装载或公开给应用软件；Windows XP（64位）版本只能使用GPT磁盘进行数据操作（做从盘使用），不能从 GPT 分区上启动。