【UEFI基础】GPT

心已赠人 2023-10-17 13:52 64阅读 0赞

## 简介 ##

GPT全称是GUID Partition Table，是硬盘分区的一种格式。

硬盘分区格式有两种，一种是MBR，另一种是GPT。

GPT是随著UEFI引入了，UEFI用来替代BIOS，而GPT用来替代MBR。

GPT相对于MBR的优势有：

1.  LBA是64位的，可以寻址的硬盘地址更多，因此支持的硬盘也更大；
2.  MBR只支持4个分区，而GPT支持更多的分区；
3.  GPT的分区表有主备两份，比MBR更安全；
4.  可扩展性更好；
5.  有CRC32来保证数据的完整性；
6.  每一个分区有一个唯一的GUID；
7.  每一个分区有一个用GUID表示的分区类型；
8.  每一个分区有一个字符串名称来表示；

## LBA0 ##

LBA0是硬盘的第一个Block。

为了保持兼容性，GPT并没有使用第一个Block，还是将它作为MBR。

对于不支持GPT的系统，这个MBR就必须要使用，此时它就应该是一个Legacy MBR；而对于支持GPT的系统，如果不使用它，就需要把它配置成一个Protective MBR。

### Legacy MBR ###

简单讲一下Legacy MBR，它的结构大致如下：

![20170624140856173][]

其中从446字节开始是MBR表示的4个分区，它的结构如下：

![20170624140958011][]

这里需要注意OSType的值，UEFI规范只能识别0xEF和0xEE两者值。

当值是0xEE的时候，这个MBR才是Protective MBR。

最后补上使用Legacy MBR分区的硬盘的格式：

![20170624141919421][]

### Protective MBR ###

Protective MBR就是给GPT分区使用的。

它的作用就是兼容老的MBR格式。

它的结构如下：

![20170624142117381][]

它跟Legacy MBR的格式差的不多。主要的差异是在Partition Record中。

这里需要设置其中的一个Partition Record，将它覆盖整个硬盘，这样Legacy MBR相应的工具也能够识别，这个Partition Record的结构如下：

![20170624142525994][]

而另外的3个分区都需要设置成0。

下图是GPT分区的硬盘的格式：

![20170624142721166][]

出现红框部分的原因是硬盘的大小可能超过Partition Record中成员SizeInLBA能够表示的长度。

## GPT分区格式 ##

GPT分区的格式在上面的图中大致已经描述出来了，下面是更详细的图：

![20170624143034244][]

首先，LBA0是给Protective MBR使用的。

LBA1是给主Partition Table Header使用的。

最后一个LBA是给备份的Partition Table Header使用的。

它的结构如下：

///
    /// GPT Partition Table Header.
    ///
    typedef struct {
      ///
      /// The table header for the GPT partition Table.
      /// This header contains EFI_PTAB_HEADER_ID.
      ///
      EFI_TABLE_HEADER  Header;
      ///
      /// The LBA that contains this data structure.
      ///
      EFI_LBA           MyLBA;
      ///
      /// LBA address of the alternate GUID Partition Table Header.
      ///
      EFI_LBA           AlternateLBA;
      ///
      /// The first usable logical block that may be used
      /// by a partition described by a GUID Partition Entry.
      ///
      EFI_LBA           FirstUsableLBA;
      ///
      /// The last usable logical block that may be used
      /// by a partition described by a GUID Partition Entry.
      ///
      EFI_LBA           LastUsableLBA;
      ///
      /// GUID that can be used to uniquely identify the disk.
      ///
      EFI_GUID          DiskGUID;
      ///
      /// The starting LBA of the GUID Partition Entry array.
      ///
      EFI_LBA           PartitionEntryLBA;
      ///
      /// The number of Partition Entries in the GUID Partition Entry array.
      ///
      UINT32            NumberOfPartitionEntries;
      ///
      /// The size, in bytes, of each the GUID Partition
      /// Entry structures in the GUID Partition Entry
      /// array. This field shall be set to a value of 128 x 2^n where n is
      /// an integer greater than or equal to zero (e.g., 128, 256, 512, etc.).
      ///
      UINT32            SizeOfPartitionEntry;
      ///
      /// The CRC32 of the GUID Partition Entry array.
      /// Starts at PartitionEntryLBA and is
      /// computed over a byte length of
      /// NumberOfPartitionEntries * SizeOfPartitionEntry.
      ///
      UINT32            PartitionEntryArrayCRC32;
    } EFI_PARTITION_TABLE_HEADER;

其中EFI\_TABLE\_HEADER如下：

///
    /// Data structure that precedes all of the standard EFI table types.
    ///
    typedef struct {
      ///
      /// A 64-bit signature that identifies the type of table that follows.
      /// Unique signatures have been generated for the EFI System Table,
      /// the EFI Boot Services Table, and the EFI Runtime Services Table.
      ///
      UINT64  Signature;
      ///
      /// The revision of the EFI Specification to which this table
      /// conforms. The upper 16 bits of this field contain the major
      /// revision value, and the lower 16 bits contain the minor revision
      /// value. The minor revision values are limited to the range of 00..99.
      ///
      UINT32  Revision;
      ///
      /// The size, in bytes, of the entire table including the EFI_TABLE_HEADER.
      ///
      UINT32  HeaderSize;
      ///
      /// The 32-bit CRC for the entire table. This value is computed by
      /// setting this field to 0, and computing the 32-bit CRC for HeaderSize bytes.
      ///
      UINT32  CRC32;
      ///
      /// Reserved field that must be set to 0.
      ///
      UINT32  Reserved;
    } EFI_TABLE_HEADER;

剩余的部分就是用来表示GPT分区的结构，如下所示：

![20170624144557858][]

关于每个结构体成员的作用在这里不一一说明了。

以上。

[20170624140856173]: https://img-blog.csdn.net/20170624140856173
[20170624140958011]: https://img-blog.csdn.net/20170624140958011
[20170624141919421]: https://img-blog.csdn.net/20170624141919421
[20170624142117381]: https://img-blog.csdn.net/20170624142117381
[20170624142525994]: https://img-blog.csdn.net/20170624142525994
[20170624142721166]: https://img-blog.csdn.net/20170624142721166
[20170624143034244]: https://img-blog.csdn.net/20170624143034244
[20170624144557858]: https://img-blog.csdn.net/20170624144557858