MBR和GPT

参考：

https://juejin.cn/post/6844903664235069454

https://www.zhihu.com/question/21672895

分区表格式

当使用硬盘的时候，我们并不是直接从头写入。当分区之后我们可以进行更好的文件组织管理，同时提高资源的利用率~~参见虚拟化的好处~~.

从功能上看,一个分区表承担着记录分区位置和标记可启动系统的任务.

MBR

上一代分区表格式,由硬盘的第一个扇区储存~~当然扇区的叫法来自于机械硬盘,不过这里只是计量单位~~,包含了主引导记录(MBR),数据区,分区表(最多四个)和结束标志.

结构

hex data

0x0000-0x0088 Mater Boot Record

0x0089-0x01BD 出错信息数据

0x01BE-0x01CD 分区1信息

0x01CE-0x01DD 分区2信息

0x01DE-0x01ED 分区3信息

0x01EE-0x01FD 分区4信息

0x01FE 0x55

0x01FF 0xAA

系统启动依靠MBR块的引导程序,从而启动有启动标志的分区.

分区包含的信息有引导标志,分区类型,分区位置(起始和结束位置),以及总大小,(这里用的是CHS模式,用的物理地址)

MBR最后的是结束位,如果没有就会出错

缺点

同时,由于数据大小的严格限制,MBR最大表示8G的硬盘,但是由于这个实在是太小了,通过一些办法(用LBA模式,通过逻辑地址直接寻址,)将最大调整到2T虽然还是很小

但是MBR最大仍然只支持4个分区,为了解决这个问题,使用了扩展分区的方式(用类似链表的方式),但是这也导致一个问题就是一旦一个分区寄了,剩下的分区也可能会寄.而且由于引导程序大小在MBR块里头也是严格限定的,所以如果安装在逻辑分区的系统不能被直接引导.

注意事项

现代的存储盘超过2T已经很常见了,win10,win11的操作系统也基本上放弃了MBR分区格式,所以如果要装系统的话,一定注意不要使用MBR分区格式(因为有些盘刚买到手上的时候会被识别为MBR分区表~~不知道是真是还是DG有问题~~).

可以使用各种工具把MBR转成GPT,在DG里是'转换分区表类型为GUID'格式,微软的diskpart也可以在命令行实现

GPT

这是目前广泛使用的分区表格式,~~同时他也留下保护区给MBR~~.

GPT的分区开头会空一个扇区的大小,用来兼容MBR(如果你用过一些分区工具看到开头空了一点点,原因就是这个了)

在最后GPT分区表也会空几个扇区用来备份分区表(这就是为什么你最后一点点也分不干净)

起始信息区结构

字节偏移量 内容

0x00-0x07 GPT签名"EFI PART"

0x08-0x0B 版本号

0x0C-0x0F EFI信息区大小

0x10-0x13 GPT头CRC校验和

0x14-0x17 留空

0x18-0x1F EFI信息区的起始扇区号

0x20-0x27 备份位置的扇区号

0x28-0x2F 分区的起始扇区号

0x30-0x37 GPT分区的结束区扇区号

0x38-0x47 磁盘的GUID

0x48-0x4F 分区表的起始扇区号

0x50-0x53 分区表总个数(是的,可以自定义的),默认128个

0x54-0x57 每个分区表的大小,通常是128个字节

0x58-0x5B 分区表CRC校验和

分区表结构

相对偏移量 内容

0x00-0x0F GUID表示的分区类型

0x10-0x1F GUID表示的唯一标识符

0x20-0x27 起始扇区,用LBA表示

0x28-0x2F 结束扇区,用LBA表示

0x30-0x37 分区的属性标志

0x38-0x7F UTF-16LE的分区名称

分区类型GUID被各个系统用于特殊用途,比如linux的home分区是有一个固定的GUID的,可以在不被fstab定义的情况下自动挂载.

EFI的区域有以下内容

EFI信息区(GPT头),来定义分区表的大小,并且存储了校验码.

分区表,分区表中的每个分区项由起始地址、结束地址、类型值、名字、属性标志、GUID值(分区全局ID)组成,EFI的分区表个数是可以扩展的(上面可以自定义分区表的大小),默认存储128个分区表.

GPT分区,实际上的存放分区的地方

备份区,就是上面的那个最后的几个扇区,一共33个,备份了EFI信息区和分区表

所以从任何角度上看,GPT都是比MBR先进的,包括在可拓展性上和数据安全性上.

ESP分区

ESP分区(EFI系统分区)存储着启动需要的.efi文件,代替主引导记录的功能.通过一个分区类型GUID进行标志.在UEFI启动时启动其中的.efi文件(得益于UEFI统一接口).

一个问题就在于,按照标准,如果一个ESP分区里有linux和win的.efi,那么在UEFI设置里头是可以设置启动项的,但是微软这个asshole,

首先不会允许bootmgr.efi启动非win系统,

会在更新的时候偷摸UEFI启动项不停把自己设置成默认项,

会把bootx64.efi这一通用启动文件偷摸成自己的,

会和硬件厂商进行py交易,把默认引导项从bootx64改成bootmgfw.efi

还有就是secure boot的数字签名一共就几个公司提供(对一般用户我认为没什么用其实)