硬盤MBR和GPT分區(qū)詳解

...wd......wd......wd...硬盤MBR和GPT分區(qū)詳解目前磁盤分區(qū)有兩種形式：GPT分區(qū)和MBR分區(qū)。MBR相比而言比擬常見(jiàn)，大多數(shù)磁盤都是采用這種分區(qū)形式。MBR分區(qū)和GPT分區(qū)的區(qū)別在于：MBR最多只支持4個(gè)主分區(qū)，GPT能夠支持128個(gè)主分區(qū)。然而GPT分區(qū)形式在重裝系統(tǒng)需要主板的EFI支持，所以導(dǎo)致出現(xiàn)上面的這種情況。因此解決的方法就是將分區(qū)形式轉(zhuǎn)換為MBR分區(qū)形式。但是在轉(zhuǎn)換之前必須要做好數(shù)據(jù)備份，將磁盤里重要的東西全部拷出來(lái)，因?yàn)橹挥姓麄€(gè)磁盤全部為空時(shí)，才能夠進(jìn)展轉(zhuǎn)換。傳統(tǒng)的分區(qū)方案(稱為MBR分區(qū)方案)是將分區(qū)信息保存到磁盤的第一個(gè)扇區(qū)(MBR扇區(qū))中的64個(gè)字節(jié)中，每個(gè)分區(qū)項(xiàng)占用16個(gè)字節(jié)，這16個(gè)字節(jié)中存有活動(dòng)狀態(tài)標(biāo)志、文件系統(tǒng)標(biāo)識(shí)、起止柱面號(hào)、磁頭號(hào)、扇區(qū)號(hào)、隱含扇區(qū)數(shù)目(4個(gè)字節(jié))、分區(qū)總扇區(qū)數(shù)目(4個(gè)字節(jié))等內(nèi)容。由于MBR扇區(qū)只有64個(gè)字節(jié)用于分區(qū)表，所以只能記錄4個(gè)分區(qū)的信息。這就是硬盤主分區(qū)數(shù)目不能超過(guò)4個(gè)的原因。后來(lái)為了支持更多的分區(qū)，引入了擴(kuò)展分區(qū)及邏輯分區(qū)的概念。但每個(gè)分區(qū)項(xiàng)仍用16個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)。GPT磁盤是指使用GUID分區(qū)表的磁盤，是源自EFI標(biāo)準(zhǔn)的一種較新的磁盤分區(qū)表構(gòu)造的標(biāo)準(zhǔn)。與普遍使用的主引導(dǎo)記錄(MBR)分區(qū)方案相比，GPT提供了更加靈活的磁盤分區(qū)機(jī)制。MBR的全稱是Master

Boot

Record〔主引導(dǎo)記錄〕，MBR早在1983年IBM

PC

DOS

2.0中就已經(jīng)提出。之所以叫“主引導(dǎo)記錄〞，是因?yàn)樗谴嬖谟隍?qū)動(dòng)器開場(chǎng)局部的一個(gè)特殊的啟動(dòng)扇區(qū)。這個(gè)扇區(qū)包含了已安裝的操作系統(tǒng)的啟動(dòng)加載器和驅(qū)動(dòng)器的邏輯分區(qū)信息。主引導(dǎo)扇區(qū)是硬盤的第一扇區(qū)。它由三個(gè)局部組成，主引導(dǎo)記錄MBR、硬盤分區(qū)表DPT和硬盤有效標(biāo)志。在總共512字節(jié)的主引導(dǎo)扇區(qū)里MBR占446個(gè)字節(jié)，偏移地址0000H--0088H〕，它負(fù)責(zé)從活動(dòng)分區(qū)中裝載，并運(yùn)行系統(tǒng)引導(dǎo)程序；第二局部是Partition

table區(qū)〔DPT分區(qū)表〕，占64個(gè)字節(jié)；第三局部是Magic

number，占2個(gè)字節(jié)。

MBR扇區(qū)代碼在DPT共64個(gè)字節(jié)中，以16個(gè)字節(jié)為分區(qū)表項(xiàng)單位描述一個(gè)分區(qū)的屬性。也就是說(shuō)，第一個(gè)分區(qū)表項(xiàng)描述一個(gè)分區(qū)的屬性，一般為根本分區(qū)。第二個(gè)分區(qū)表項(xiàng)描述除根本分區(qū)外的其余空間，一般而言，就是我們所說(shuō)的擴(kuò)展分區(qū)。這局部的大體說(shuō)明見(jiàn)表1。

DPT代碼分析

注：上表中的超過(guò)1字節(jié)的數(shù)據(jù)都以實(shí)際數(shù)據(jù)顯示，就是按高位到地位的方式顯示。存儲(chǔ)時(shí)是按低位到高位存儲(chǔ)的。兩者表現(xiàn)不同，請(qǐng)仔細(xì)看清楚。以后出現(xiàn)的表，圖均同。也可以在winhex中看到這些參數(shù)的意義：

說(shuō)明：每個(gè)分區(qū)表項(xiàng)占用16個(gè)字節(jié)，假定偏移地址從0開場(chǎng)。如圖3的分區(qū)表項(xiàng)3。分區(qū)表項(xiàng)4同分區(qū)表項(xiàng)3。1、0H偏移為活動(dòng)分區(qū)是否標(biāo)志，只能選00H和80H。80H為活動(dòng)，00H為非活動(dòng)。其余值對(duì)microsoft而言為非法值。2、重新說(shuō)明一下(這個(gè)非常重要)：大于1個(gè)字節(jié)的數(shù)被以低字節(jié)在前的存儲(chǔ)格式格式(littleendianformat)或稱反字節(jié)順序保存下來(lái)。低字節(jié)在前的格式是一種保存數(shù)的方法，這樣，最低位的字節(jié)最先出現(xiàn)在十六進(jìn)制數(shù)符號(hào)中。例如，相對(duì)扇區(qū)數(shù)字段的值0x3F000000的低字節(jié)在前表示為0x0000003F。這個(gè)低字節(jié)在前的格式數(shù)的十進(jìn)制數(shù)為63。3、系統(tǒng)在分區(qū)時(shí)，各分區(qū)都不允許跨柱面，即均以柱面為單位，這就是通常所說(shuō)的分區(qū)粒度。有時(shí)候我們分區(qū)是輸入分區(qū)的大小為7000M，分出來(lái)卻是6997M，就是這個(gè)原因。偏移2H和偏移6H的扇區(qū)和柱面參數(shù)中,扇區(qū)占6位(bit)，柱面占10位(bit)，以偏移6H為例，其低6位用作扇區(qū)數(shù)的二進(jìn)制表示。其高兩位做柱面數(shù)10位中的高兩位，偏移7H組成的8位做柱面數(shù)10位中的低8位。由此可知，實(shí)際上用這種方式表示的分區(qū)容量是有限的，柱面和磁頭從0開場(chǎng)編號(hào),扇區(qū)從1開場(chǎng)編號(hào),所以最多只能表示1024個(gè)柱面×63個(gè)扇區(qū)×256個(gè)磁頭×512byte=8455716864byte。即通常的8.4GB(實(shí)際上應(yīng)該是7.8GB左右)限制。實(shí)際上磁頭數(shù)通常只用到255個(gè)(由匯編語(yǔ)言的尋址存放器決定),即使把這3個(gè)字節(jié)按線性尋址，依然力不從心。在后來(lái)的操作系統(tǒng)中，超過(guò)8.4GB的分區(qū)其實(shí)已經(jīng)不通過(guò)C/H/S的方式尋址了。而是通過(guò)偏移CH～偏移FH共4個(gè)字節(jié)32位線性扇區(qū)地址來(lái)表示分區(qū)所占用的扇區(qū)總數(shù)。可知通過(guò)4個(gè)字節(jié)可以表示2^32個(gè)扇區(qū)，即2TB=2048GB，目前對(duì)于大多數(shù)計(jì)算機(jī)而言，這已經(jīng)是個(gè)天文數(shù)字了。在未超過(guò)8.4GB的分區(qū)上，C/H/S的表示方法和線性扇區(qū)的表示方法所表示的分區(qū)大小是一致的。也就是說(shuō)，兩種表示方法是協(xié)調(diào)的。即使不協(xié)調(diào)，也以線性尋址為準(zhǔn)。(可能在某些系統(tǒng)中會(huì)提示出錯(cuò))。超過(guò)8.4GB的分區(qū)完畢C/H/S一般填充為FEHFFHFFH。即C/H/S所能表示的最大值。有時(shí)候也會(huì)用柱面對(duì)1024的模來(lái)填充。不過(guò)這幾個(gè)字節(jié)是什么其實(shí)都無(wú)關(guān)緊要了。雖然現(xiàn)在的系統(tǒng)均采用線性尋址的方式來(lái)處理分區(qū)的大小。但不可跨柱面的原則依然沒(méi)變。本分區(qū)的扇區(qū)總數(shù)加上與前一分區(qū)之間的保存扇區(qū)數(shù)目依然必須是柱面容量的整數(shù)倍。(保存扇區(qū)中的第一個(gè)扇區(qū)就是存放分區(qū)表的MBR或虛擬MBR的扇區(qū)，分區(qū)的扇區(qū)總數(shù)在線性表示方式上是不計(jì)入保存扇區(qū)的。如果是第一個(gè)分區(qū)，保存扇區(qū)是本分區(qū)前的所有扇區(qū)。附：分區(qū)表類型標(biāo)志如圖43.2擴(kuò)展分區(qū)

擴(kuò)展分區(qū)中的每個(gè)邏輯驅(qū)動(dòng)器都存在一個(gè)類似于MBR的擴(kuò)展引導(dǎo)記錄(ExtendedBootRecord,EBR)，也有人稱之為虛擬mbr或擴(kuò)展mbr，意思是一樣的。擴(kuò)展引導(dǎo)記錄包括一個(gè)擴(kuò)展分區(qū)表和該扇區(qū)的標(biāo)簽。擴(kuò)展引導(dǎo)記錄將記錄只包含擴(kuò)展分區(qū)中每個(gè)邏輯驅(qū)動(dòng)器的第一個(gè)柱面的第一面的信息。一個(gè)邏輯驅(qū)動(dòng)器中的引導(dǎo)扇區(qū)一般位于相對(duì)扇區(qū)32或63。但是，如果磁盤上沒(méi)有擴(kuò)展分區(qū)，那么就不會(huì)有擴(kuò)展引導(dǎo)記錄和邏輯驅(qū)動(dòng)器。第一個(gè)邏輯驅(qū)動(dòng)器的擴(kuò)展分區(qū)表中的第一項(xiàng)指向它自身的引導(dǎo)扇區(qū)。第二項(xiàng)指向下一個(gè)邏輯驅(qū)動(dòng)器的EBR。如果不存在進(jìn)一步的邏輯驅(qū)動(dòng)器，第二項(xiàng)就不會(huì)使用，而且被記錄成一系列零。如果有附加的邏輯驅(qū)動(dòng)器，那么第二個(gè)邏輯驅(qū)動(dòng)器的擴(kuò)展分區(qū)表的第一項(xiàng)會(huì)指向它本身的引導(dǎo)扇區(qū)。第二個(gè)邏輯驅(qū)動(dòng)器的擴(kuò)展分區(qū)表的第二項(xiàng)指向下一個(gè)邏輯驅(qū)動(dòng)器的EBR。擴(kuò)展分區(qū)表的第三項(xiàng)和第四項(xiàng)永遠(yuǎn)都不會(huì)被使用。

通過(guò)一幅4分區(qū)的磁盤構(gòu)造圖可以看到磁盤的大致組織形式。如圖5

關(guān)于擴(kuò)展分區(qū)，如圖6所示，擴(kuò)展分區(qū)中邏輯驅(qū)動(dòng)器的擴(kuò)展引導(dǎo)記錄是一個(gè)連接表。該圖顯示了一個(gè)擴(kuò)展分區(qū)上的三個(gè)邏輯驅(qū)動(dòng)器，說(shuō)明了前面的邏輯驅(qū)動(dòng)器和最后一個(gè)邏輯驅(qū)動(dòng)器之間在擴(kuò)展分區(qū)表中的差異。

除了擴(kuò)展分區(qū)上最后一個(gè)邏輯驅(qū)動(dòng)器外，表2中所描述的擴(kuò)展分區(qū)表的格式在每個(gè)邏輯驅(qū)動(dòng)器中都是重復(fù)的：第一個(gè)項(xiàng)標(biāo)識(shí)了邏輯驅(qū)動(dòng)器本身的引導(dǎo)扇區(qū)，第二個(gè)項(xiàng)標(biāo)識(shí)了下一個(gè)邏輯驅(qū)動(dòng)器的EBR。最后一個(gè)邏輯驅(qū)動(dòng)器的擴(kuò)展分區(qū)表只會(huì)列出它本身的分區(qū)項(xiàng)。最后一個(gè)擴(kuò)展分區(qū)表的第二個(gè)項(xiàng)到第四個(gè)項(xiàng)被使用。

擴(kuò)展分區(qū)表項(xiàng)中的相對(duì)扇區(qū)數(shù)字段所顯示的是從擴(kuò)展分區(qū)開場(chǎng)到邏輯驅(qū)動(dòng)器中第一個(gè)扇區(qū)的位移的字節(jié)數(shù)?？偵葏^(qū)數(shù)字段中的數(shù)是指組成該邏輯驅(qū)動(dòng)器的扇區(qū)數(shù)目。總扇區(qū)數(shù)字段的值等于從擴(kuò)展分區(qū)表項(xiàng)所定義的引導(dǎo)扇區(qū)到邏輯驅(qū)動(dòng)器末尾的扇區(qū)數(shù)。MBR分區(qū)表系統(tǒng)所謂啟動(dòng)加載器，是一小段代碼，用于加載驅(qū)動(dòng)器上其他分區(qū)上更大的加載器。如果你安裝了Windows，Windows啟動(dòng)加載器的初始信息就放在這個(gè)區(qū)域里——如果MBR的信息被覆蓋導(dǎo)致Windows不能啟動(dòng)，你就需要使用Windows的MBR修復(fù)功能來(lái)使其恢復(fù)正常。如果你安裝了Linux，則位于MBR里的通常會(huì)是GRUB加載器。分區(qū)表偏移地址為01BEH--01FDH，每個(gè)分區(qū)表項(xiàng)長(zhǎng)16個(gè)字節(jié)，共64字節(jié)為分區(qū)項(xiàng)1、分區(qū)項(xiàng)2、分區(qū)項(xiàng)3、分區(qū)項(xiàng)4，分別對(duì)應(yīng)MBR的四個(gè)主分區(qū)。Magic

number也就是完畢標(biāo)志字，偏移地址01FE--01FF的2個(gè)字節(jié)，固定為55AA，如果該標(biāo)志錯(cuò)誤系統(tǒng)就不能啟動(dòng)。1、MBR區(qū)

MBR〔MainBootRecord主引導(dǎo)記錄區(qū)〕位于整個(gè)硬盤的0磁道0柱面1扇區(qū)。不過(guò)，在總共512字節(jié)的主引導(dǎo)扇區(qū)中，MBR只占用了其中的446個(gè)字節(jié)，另外的64個(gè)字節(jié)交給了DPT〔DiskPartitionTable硬盤分區(qū)表〕，最后兩個(gè)字節(jié)“55，AA〞是分區(qū)的完畢標(biāo)志。這個(gè)整體構(gòu)成了硬盤的主引導(dǎo)扇區(qū)。

主引導(dǎo)記錄中包含了硬盤的一系列參數(shù)和一段引導(dǎo)程序。其中的硬盤引導(dǎo)程序的主要作用是檢查分區(qū)表是否正確并且在系統(tǒng)硬件完成自檢以后引導(dǎo)具有激活標(biāo)志的分區(qū)上的操作系統(tǒng)，并將控制權(quán)交給啟動(dòng)程序。MBR是由分區(qū)程序〔如Fdisk．exe〕所產(chǎn)生的，它不依賴任何操作系統(tǒng)，而且硬盤引導(dǎo)程序也是可以改變的，從而實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)共存。

下面，我們以一個(gè)實(shí)例讓大家更直觀地來(lái)了解主引導(dǎo)記錄：例：800101000BFEBFFC3F0000007E86BB00在這里我們可以看到，最前面的“80”是一個(gè)分區(qū)的激活標(biāo)志，表示系統(tǒng)可引導(dǎo)；“010100”表示分區(qū)開場(chǎng)的磁頭號(hào)為01，開場(chǎng)的扇區(qū)號(hào)為01，開場(chǎng)的柱面號(hào)為00；“0B〞表示分區(qū)的系統(tǒng)類型是FAT32，其他比擬常用的有04〔FAT16〕、07〔NTFS〕；“FEBFFC〞表示分區(qū)完畢的磁頭號(hào)為254，分區(qū)完畢的扇區(qū)號(hào)為63、分區(qū)完畢的柱面號(hào)為764；“3F000000”表示首扇區(qū)的相對(duì)扇區(qū)號(hào)為63；“7E86BB00”表示總扇區(qū)數(shù)為12289622。2、DBR區(qū)

DBR〔DosBootRecord〕是操作系統(tǒng)引導(dǎo)記錄區(qū)的意思。它通常位于硬盤的0磁道1柱面1扇區(qū)，是操作系統(tǒng)可以直接訪問(wèn)的第一個(gè)扇區(qū)，它包括一個(gè)引導(dǎo)程序和一個(gè)被稱為BPB〔BiosParameterBlock〕的本分區(qū)參數(shù)記錄表。引導(dǎo)程序的主要任務(wù)是當(dāng)MBR將系統(tǒng)控制權(quán)交給它時(shí)，判斷本分區(qū)跟目錄前兩個(gè)文件是不是操作系統(tǒng)的引導(dǎo)文件〔以DOS為例，即是Io．sys和Msdos．sys〕。如果確定存在，就把它讀入內(nèi)存，并把控制權(quán)交給該文件。BPB參數(shù)塊記錄著本分區(qū)的起始扇區(qū)、完畢扇區(qū)、文件存儲(chǔ)格式、硬盤介質(zhì)描述符、根目錄大小、FAT個(gè)數(shù)，分配單元的大小等重要參數(shù)。DBR是由高級(jí)格式化程序〔即Format．com等程序〕所產(chǎn)生的。3、FAT區(qū)

在DBR之后的是我們比擬熟悉的FAT〔FileAllocationTable文件分配表〕區(qū)。在解釋文件分配表的概念之前，我們先來(lái)談?wù)劥亍睠luster〕的概念。文件占用磁盤空間時(shí)，根本單位不是字節(jié)而是簇。一般情況下，軟盤每簇是1個(gè)扇區(qū)，硬盤每簇的扇區(qū)數(shù)與硬盤的總?cè)萘看笮∮嘘P(guān)，可能是4、8、16、32、64……同一個(gè)文件的數(shù)據(jù)并不一定完整地存放在磁盤的一個(gè)連續(xù)的區(qū)域內(nèi)，而往往會(huì)分成假設(shè)干段，像一條鏈子一樣存放。這種存儲(chǔ)方式稱為文件的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)。由于硬盤上保存著段與段之間的連接信息〔即FAT〕，操作系統(tǒng)在讀取文件時(shí)，總是能夠準(zhǔn)確地找到各段的位置并正確讀出。為了實(shí)現(xiàn)文件的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)，硬盤上必須準(zhǔn)確地記錄哪些簇已經(jīng)被文件占用，還必須為每個(gè)已經(jīng)占用的簇指明存儲(chǔ)后繼內(nèi)容的下一個(gè)簇的簇號(hào)。對(duì)一個(gè)文件的最后一簇，則要指明本簇?zé)o后繼簇。這些都是由FAT表來(lái)保存的，表中有很多表項(xiàng)，每項(xiàng)記錄一個(gè)簇的信息。由于FAT對(duì)于文件管理的重要性，所以FAT有一個(gè)備份，即在原FAT的后面再建一個(gè)同樣的FAT。初形成的FAT中所有項(xiàng)都標(biāo)明為“未占用〞，但如果磁盤有局部損壞，那么格式化程序會(huì)檢測(cè)出損壞的簇，在相應(yīng)的項(xiàng)中標(biāo)為“壞簇〞，以后存文件時(shí)就不會(huì)再使用這個(gè)簇了。FAT的項(xiàng)數(shù)與硬盤上的總簇?cái)?shù)相當(dāng)，每一項(xiàng)占用的字節(jié)數(shù)也要與總簇?cái)?shù)相適應(yīng)，因?yàn)槠渲行枰娣糯靥?hào)。FAT的格式有多種，最為常見(jiàn)的是FAT16和FAT32。4、DIR區(qū)

DIR〔Directory〕是根目錄區(qū)，緊接著第二FAT表〔即備份的FAT表〕之后，記錄著根目錄下每個(gè)文件(目錄)的起始單元，文件的屬性等。定位文件位置時(shí)，操作系統(tǒng)根據(jù)DIR中的起始單元，結(jié)合FAT表就可以知道文件在硬盤中的具體位置和大小了。5、數(shù)據(jù)(DATA)區(qū)

數(shù)據(jù)區(qū)是真正意義上的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的地方，位于DIR區(qū)之后，占據(jù)硬盤上的大局部數(shù)據(jù)空間。MBR最大支持2.2TB磁盤，它無(wú)法處理大于2.2TB容量的磁盤。MBR還只支持最多4個(gè)主分區(qū)——如果你想要更多分區(qū)，你需要?jiǎng)?chuàng)立所謂“擴(kuò)展分區(qū)〞，并在其中創(chuàng)立邏輯分區(qū)。MBR分區(qū)方案不是用得好好的嗎?為什么要提出新的方案呢?那就讓我們看看MBR分區(qū)方案有什么問(wèn)題。前面已經(jīng)提到了主分區(qū)數(shù)目不能超過(guò)4個(gè)的限制，這是其一，很多時(shí)候，4個(gè)主分區(qū)并不能滿足需要。另外最關(guān)鍵的是MBR分區(qū)方案無(wú)法支持超過(guò)2TB容量的磁盤。因?yàn)檫@一方案用4個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)分區(qū)的總扇區(qū)數(shù)，最大能表示2的32次方的扇區(qū)個(gè)數(shù)，按每扇區(qū)512字節(jié)計(jì)算，每個(gè)分區(qū)最大不能超過(guò)2TB。磁盤容量超過(guò)2TB以后，分區(qū)的起始位置也就無(wú)法表示了。在硬盤容量突飛猛進(jìn)的今天，2TB的限制將很快被突破。由此可見(jiàn)，MBR分區(qū)方案已經(jīng)無(wú)法滿足需要了。GPT的全稱是Globally

Unique

Identifier

Partition

Table，意即GUID分區(qū)表，它的推出是和UEFI

BIOS相輔相成的，鑒于MBR的磁盤容量和分區(qū)數(shù)量已經(jīng)不能滿足硬件開展的需求，GPT首要的任務(wù)就是突破了2.2T分區(qū)的限制，最大支持18EB的分區(qū)。GPT分區(qū)表系統(tǒng)而在分區(qū)數(shù)量上，GPT會(huì)為每一個(gè)分區(qū)分配一個(gè)全局唯一的標(biāo)識(shí)符，理論上GPT支持無(wú)限個(gè)磁盤分區(qū)，不過(guò)在Windows系統(tǒng)上由于系統(tǒng)的限制，最多只能支持128個(gè)磁盤分區(qū)，根本可以滿足所有用戶的存儲(chǔ)需求。在每一個(gè)分區(qū)上，這個(gè)標(biāo)識(shí)符是一個(gè)隨機(jī)生成的字符串，可以保證為地球上的每一個(gè)GPT分區(qū)都分配完全唯一的標(biāo)識(shí)符。而在安全性方面，GPT分區(qū)表也進(jìn)展了全方位改良。在早期的MBR磁盤上，分區(qū)和啟動(dòng)信息是保存在一起的。如果這局部數(shù)據(jù)被覆蓋或破壞，事情就麻煩了。相對(duì)的，GPT在整個(gè)磁盤上保存多個(gè)這局部信息的副本，因此它更為強(qiáng)健，并可以恢復(fù)被破壞的這局部信息。GPT還為這些信息保存了循環(huán)冗余校驗(yàn)碼〔CRC〕以保證其完整和正確——如果數(shù)據(jù)被破壞，GPT會(huì)覺(jué)察這些破壞，并從磁盤上的其他地方進(jìn)展恢復(fù)。UEFIBIOS詳解UEFI的全稱是UnifiedExtensibleFirmwareInterface，意即統(tǒng)一可擴(kuò)展固件接口，它是基于EFI1.10標(biāo)準(zhǔn)為根基開展而來(lái)，值得注意的是在UEFI正式確立之前，Intel就開場(chǎng)積極推進(jìn)傳統(tǒng)BIOS的升級(jí)方案，并最終確立了過(guò)渡方案EFI標(biāo)準(zhǔn)，直到2007年Intel將EFI標(biāo)準(zhǔn)的改良與完善工作交給UnifiedEFIForm進(jìn)展全權(quán)負(fù)責(zé)，EFI標(biāo)準(zhǔn)則正式更名為UEFI。相比傳統(tǒng)BIOS，UEFI最大的幾個(gè)區(qū)別在于：1、編碼99%都是由C語(yǔ)言完成；2、一改之前的中斷、硬件端口操作的方法，而采用了Driver/protocol的新方式；3、將不支持X86實(shí)模式，而直接采用Flatmode〔也就是不能用DOS了，現(xiàn)在有些EFI或UEFI能用是因?yàn)樽隽思嫒?，但?shí)際上這局部不屬于UEFI的定義了〕；4、輸出也不再是單純的二進(jìn)制code，改為RemovableBinaryDrivers；5、OS啟動(dòng)不再是調(diào)用Int19，而是直接利用protocol/devicePath；6、對(duì)于第三方的開發(fā)，前者根本上做不到，除非參與BIOS的設(shè)計(jì)，但是還要受到ROM的大小限制，而后者就便利多了。7、彌補(bǔ)BIOS對(duì)新硬件的支持缺乏的問(wèn)題。UEFI和GPT是相輔相成的，二者缺一不可，要想使用GPT分區(qū)表則必須是UEFIBIOS環(huán)境。UEFI于用戶而言最典型的特征就是使用了圖形化界面，雖然還未到達(dá)操作系統(tǒng)界面的圖形交互功能，但人性化的界面、鼠標(biāo)的操作，已經(jīng)將BIOS變得非常易用，對(duì)于不少電腦初級(jí)用戶來(lái)說(shuō)也可以很好的查看和設(shè)置BIOS的相關(guān)選項(xiàng)和功能。除了圖形化界面，UEFI相比傳統(tǒng)BIOS，還提供了文件系統(tǒng)的支持，它能夠直接讀取FAT、FAT32分區(qū)中的文件，例如華碩、華擎等主板在UEFIBIOS環(huán)境下更新BIOS就可以直接讀取U盤中的BIOS及其他文件，另外新的UEFI主板根本都提供了截屏功能，這些截屏圖片都可以存儲(chǔ)在U盤當(dāng)中。UEFI還有一個(gè)重要特性就是在UEFI下運(yùn)行應(yīng)用程序，這類程序文件通常以efi結(jié)尾。利用UEFI可以直接識(shí)別FAT分區(qū)中的文件，又有可直接在其中運(yùn)行應(yīng)用程序。我們就可以將Windows安裝程序做成efi類型應(yīng)用程序，然后把它放到任意FATA分區(qū)中直接運(yùn)行即可。GPT分區(qū)表GUID分區(qū)表(簡(jiǎn)稱GPT。使用GUID分區(qū)表的磁盤稱為GPT磁盤)是源自EFI標(biāo)準(zhǔn)的一種較新的磁盤分區(qū)表構(gòu)造的標(biāo)準(zhǔn)。與普遍使用的主引導(dǎo)記錄(MBR)分區(qū)方案相比，GPT提供了更加靈活的磁盤分區(qū)機(jī)制。它具有如下優(yōu)點(diǎn):1、支持2TB以上的大硬盤。2、每個(gè)磁盤的分區(qū)個(gè)數(shù)幾乎沒(méi)有限制。為什么說(shuō)"幾乎"呢?是因?yàn)閃indows系統(tǒng)最多只允許劃分128個(gè)分區(qū)。不過(guò)也完全夠用了。3、分區(qū)大小幾乎沒(méi)有限制。又是一個(gè)"幾乎"。因?yàn)樗?4位的整數(shù)表示扇區(qū)號(hào)?？浯笠稽c(diǎn)說(shuō)，一個(gè)64位整數(shù)能代表的分區(qū)大小已經(jīng)是個(gè)"天文數(shù)字"了，假設(shè)干年內(nèi)你都無(wú)法見(jiàn)[1]

到這樣大小的硬盤，更不用說(shuō)分區(qū)了。4、分區(qū)表自帶備份。在磁盤的首尾局局部別保存了一份一樣的分區(qū)表。其中一份被破壞后，可以通過(guò)另一份恢復(fù)。5、每個(gè)分區(qū)可以有一個(gè)名稱(不同于卷標(biāo))。既然GUID分區(qū)方案具有如此多的優(yōu)點(diǎn)，在分區(qū)時(shí)是不是可以全部采用這種方案呢?不是的。并不是所有的Windows系統(tǒng)都支持這種分區(qū)方案。請(qǐng)看下表:Windows種類能否讀寫GPT磁盤能否從GPT磁盤啟動(dòng)32位WindowsXP不能。只能看到一個(gè)ProtectiveMBR分區(qū)不支持Windows2000/NT/9x不能。只能看到一個(gè)ProtectiveMBR分區(qū)不支持64位WindowsXP能只有基于Itanium的系統(tǒng)才能從GPT磁盤啟動(dòng)WindowsServer2003SP1及以上版本能只有基于Itanium的系統(tǒng)才能從GPT磁盤啟動(dòng)WindowsVista能只有基于EFI的系統(tǒng)支持從GPT磁盤啟動(dòng)WindowsServer2008能只有基于EFI的系統(tǒng)支持從GPT磁盤啟動(dòng)Windows7能只有基于EFI的系統(tǒng)支持從GPT磁盤啟動(dòng)Windows8/8.1能只有基于EFI的系統(tǒng)支持從GPT磁盤啟動(dòng)多數(shù)的個(gè)人電腦系統(tǒng)還無(wú)法完美支持GPT磁盤。但是這并不意味著我們不需要了解GUID分區(qū)方案。別忘了，硬件的開展速度總是令人吃驚的。1.5TB的硬盤已經(jīng)大量上市，2TB以上容量的硬盤很快就會(huì)普及，基于EFI的主板也正在銷售。GUID分區(qū)方案終將成為主流。Microsoft保存分區(qū)(MSR)Microsoft保存分區(qū)(MSR)在每個(gè)磁盤驅(qū)動(dòng)器上保存空間以供以后的操作系統(tǒng)軟件使用。GPT磁盤不支持隱藏的扇區(qū)。以前使用隱藏扇區(qū)的軟件組件現(xiàn)在為特定于組件的分區(qū)分配局部MSR。例如，將根本磁盤轉(zhuǎn)換為動(dòng)態(tài)磁盤會(huì)導(dǎo)致該磁盤的MSR減少，由新創(chuàng)立的分區(qū)保存動(dòng)態(tài)磁盤數(shù)據(jù)庫(kù)。每個(gè)GPT磁盤都必須包含一個(gè)MSR。磁盤上分區(qū)的順序應(yīng)該為ESP〔如果有〕、OEM〔如果有〕、MSR，后跟主數(shù)據(jù)分區(qū)。非常重要的一點(diǎn)是：一定要在主數(shù)據(jù)分區(qū)之前創(chuàng)立MSR。必須在磁盤分區(qū)信息第一次寫入驅(qū)動(dòng)器的時(shí)候創(chuàng)立MSR。如果分區(qū)由制造商進(jìn)展，那么制造商必須同時(shí)創(chuàng)立MSR。如果分區(qū)由Windows進(jìn)展，那么在安裝時(shí)創(chuàng)立MSR。保護(hù)MBR包含一個(gè)DOS分區(qū)表(LBA0)，只包含一個(gè)類型值為0xEE的分區(qū)項(xiàng)，在小于2TB的磁盤上，大小為整個(gè)磁盤；在更大的磁盤上，它的大小固定為2TB。它的作用是阻止不能識(shí)別GPT分區(qū)的磁盤工具試圖對(duì)其進(jìn)展分區(qū)或格式化等操作，所以該扇區(qū)被稱為“保護(hù)MBR〞。實(shí)際上，EFI根本不使用這個(gè)分區(qū)表。ESP系統(tǒng)分區(qū)在可擴(kuò)展固件接口(EFI)和UEFI系統(tǒng)上，這也可稱為EFI系統(tǒng)分區(qū)或ESP。該分區(qū)通常存儲(chǔ)在主硬盤驅(qū)動(dòng)器上。電腦啟動(dòng)到該分區(qū)。該分區(qū)的最小規(guī)格為100MB，必須使用FAT32文件格式進(jìn)展格式化。該分區(qū)由操作系統(tǒng)加以管理，不應(yīng)含有任何其他文件，包括WindowsRE工具。Microsoft?保存分區(qū)(MSR)MSR大小為128MB。建議將MSR添加到每個(gè)驅(qū)動(dòng)器以進(jìn)展驅(qū)動(dòng)器管理。MSR是不能接收分區(qū)ID的保存分區(qū)。它無(wú)法存儲(chǔ)用戶數(shù)據(jù)。其他實(shí)用程序分區(qū)任何其他實(shí)用程序分區(qū)必須位于Windows、數(shù)據(jù)和恢復(fù)映像分區(qū)之前。這可允許最終用戶執(zhí)行調(diào)整Windows分區(qū)大小或回收恢復(fù)映像分區(qū)等操作，而不影響系統(tǒng)實(shí)用程序。Windows分區(qū)和其他數(shù)據(jù)分區(qū)對(duì)于64位版本，該分區(qū)的驅(qū)動(dòng)器空間必須至少為20千兆字節(jié)(GB)，對(duì)于32位版本，則為16GB。該分區(qū)必須采用NTFS文件格式進(jìn)展格式化。用戶完成全新安裝體驗(yàn)(OOBE)后，該分區(qū)必須有足夠的可用空間，即是10GB。假設(shè)要使用一鍵重置的“恢復(fù)電腦〞功能，分區(qū)可能需要額外的可用空間?；謴?fù)映像分區(qū)如使用，該分區(qū)包含Windows恢復(fù)映像(install.wim)。該分區(qū)的大小必須包含Windows恢復(fù)映像〔至少為2GB〕的空間，此外，還要有足夠的可用空間以便備份實(shí)用程序捕獲到該分區(qū)：它必須至少有320MB的可用空間。我們建議應(yīng)至少具有1GB的可用空間。建議你將該分區(qū)放置在所有三個(gè)其他分區(qū)之后。這可讓最終用戶回收恢復(fù)映像分區(qū)使用的空間，而不影響其他系統(tǒng)實(shí)用程序。EFI局部EFI局部又可以分為4個(gè)區(qū)域：EFI信息區(qū)(GPT頭)、分區(qū)表、GPT分區(qū)、備份區(qū)域。分區(qū)表頭分區(qū)表頭定義了硬盤的可用空間以及組成分區(qū)表的項(xiàng)的大小和數(shù)量。在使用64位WindowsServer2003的機(jī)器上，最多可以創(chuàng)立128個(gè)分區(qū)，即分區(qū)表中保存了128個(gè)項(xiàng)，其中每個(gè)都是128字節(jié)。〔EFI標(biāo)準(zhǔn)要求分區(qū)表最小要有16,384字節(jié)，即128個(gè)分區(qū)項(xiàng)的大小〕分區(qū)表頭還記錄了這塊硬盤的GUID，記錄了分區(qū)表頭本身的位置和大小〔位置總是在LBA1〕以及備份分區(qū)表頭和分區(qū)表的位置和大小〔在硬盤的最后〕。它還儲(chǔ)存著它本身和分區(qū)表的CRC32校驗(yàn)。固件、引導(dǎo)程序和操作系統(tǒng)在啟動(dòng)時(shí)可以根據(jù)這個(gè)校驗(yàn)值來(lái)判斷分區(qū)表是否出錯(cuò)，如果出錯(cuò)了，可以使用軟件從硬盤最后的備份GPT中恢復(fù)整個(gè)分區(qū)表，如果備份GPT也校驗(yàn)錯(cuò)誤，硬盤將不可使用。所以GPT硬盤的分區(qū)表不可以直接使用16進(jìn)制編輯器修改。起始于磁盤的LBA1，通常也只占用這個(gè)單一扇區(qū)。其作用是定義分區(qū)表的位置和大小。GPT頭還包含頭和分區(qū)表的校驗(yàn)和，這樣就可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤。EFI信息區(qū)數(shù)據(jù)構(gòu)造〔分區(qū)表頭〕EFI信息區(qū)位于磁盤的1號(hào)扇區(qū)(LBA1)，也稱為GPT頭。其具體構(gòu)造如下表所示EFI信息區(qū)構(gòu)造字節(jié)偏移量

(十六進(jìn)制)字節(jié)數(shù)說(shuō)明[整數(shù)皆以littleendian方式表示]00～078GPT頭簽名“4546492050415254”(ASCII碼為“EFIPART〞)08～0B4版本號(hào)，目前是1.0版，其值是“00000100”0C～0F4GPT頭的大小(字節(jié)數(shù))，通常為“5C000000”(0x5C)，也就是92字節(jié)。10～134GPT頭CRC校驗(yàn)和(計(jì)算時(shí)把這個(gè)字段本身看做零值)14～174保存，必須為“00000000”18～1F8EFI信息區(qū)(GPT頭)的起始扇區(qū)號(hào)，通常為“0100000000000000”，也就是LBA1。20～278EFI信息區(qū)(GPT頭)備份位置的扇區(qū)號(hào)，也就是EFI區(qū)域完畢扇區(qū)號(hào)。通常是整個(gè)磁盤最末一個(gè)扇區(qū)。28～2F8GPT分區(qū)區(qū)域的起始扇區(qū)號(hào)，通常為“2200000000000000”(0x22)，也即是LBA34。30～378GPT分區(qū)區(qū)域的完畢扇區(qū)號(hào)，通常是倒數(shù)第34扇區(qū)。38～4716磁盤GUID(全球唯一標(biāo)識(shí)符,與UUID是同義詞)48～4F8分區(qū)表起始扇區(qū)號(hào)，通常為“0200000000000000”(0x02)，也就是LBA2。50～534分區(qū)表總項(xiàng)數(shù)，通常限定為“80000000”(0x80)，也就是128個(gè)。54～574每個(gè)分區(qū)表項(xiàng)占用字節(jié)數(shù)，通常限定為“80000000”(0x80)，也就是128字節(jié)。58～5B4分區(qū)表CRC校驗(yàn)和5C～**保存，通常是全零填充GPT分區(qū)表頭的格式起始字節(jié)偏移量?jī)?nèi)容08簽名〔"EFIPART"〕84修訂124分區(qū)表頭的大小164分區(qū)表頭〔92個(gè)字節(jié)〕的CRC32校驗(yàn)，在計(jì)算時(shí)，先把這個(gè)字段寫作0處理，然后計(jì)算出所有分區(qū)表項(xiàng)的CRC32校驗(yàn)后再計(jì)算這個(gè)CRC32204保存，必須是0248當(dāng)前LBA〔這個(gè)分區(qū)表頭的位置〕328備份LBA〔另一個(gè)分區(qū)表頭的位置〕408第一個(gè)可用于分區(qū)的LBA〔主分區(qū)表的最后一個(gè)LBA+1〕488最后一個(gè)可用于分區(qū)的LBA〔備份分區(qū)表的第一個(gè)LBA-1〕5616硬盤GUID〔在類UNIX系統(tǒng)中也叫UUID〕728分區(qū)表項(xiàng)的起始LBA〔在主分區(qū)表中是2〕804分區(qū)表項(xiàng)的數(shù)量〔windows是128，沒(méi)有這么多也先占著空間〕844一個(gè)分區(qū)表項(xiàng)的大小〔通常是128〕884分區(qū)表項(xiàng)的CRC32校驗(yàn)〔計(jì)算的是所有分區(qū)表項(xiàng)的檢驗(yàn)和即128*128字節(jié)〕92420保存，剩余字節(jié)必須是0〔420字節(jié)針對(duì)512字節(jié)的LBA硬盤〕注：第80位起，分區(qū)表項(xiàng)的數(shù)量。該值一直為128，即使分區(qū)沒(méi)有128項(xiàng)，也先寫入128，在計(jì)算分區(qū)項(xiàng)CRC32校驗(yàn)時(shí)應(yīng)該注意這點(diǎn)。分區(qū)表項(xiàng)(LBA2–33)GPT分區(qū)表使用簡(jiǎn)單而直接的方式表示分區(qū)。一個(gè)分區(qū)表項(xiàng)的前16字節(jié)是分區(qū)類型GUID。例如，EFI系統(tǒng)分區(qū)的GUID類型是{C12A7328-F81F-11D2-BA4B-00A0C分區(qū)表區(qū)域包含分區(qū)表項(xiàng)。這個(gè)區(qū)域由GPT頭定義，一般占用磁盤LBA2～LBA33扇區(qū)。分區(qū)表中的每個(gè)分區(qū)項(xiàng)由起始地址、完畢地址、類型值、名字、屬性標(biāo)志、GUID值組成。分區(qū)表建設(shè)后，128位的GUID對(duì)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是唯一的。分區(qū)項(xiàng)分區(qū)項(xiàng)構(gòu)造相對(duì)字節(jié)偏移量

(十六進(jìn)制)字節(jié)數(shù)說(shuō)明[整數(shù)皆以littleendian方式表示]00～0F16用GUID表示的分區(qū)類型10～1F16用GUID表示的分區(qū)唯一標(biāo)示符20～278該分區(qū)的起始扇區(qū)，用LBA值表示。28～2F8該分區(qū)的完畢扇區(qū)(包含)，用LBA值表示，通常是奇數(shù)。30～378該分區(qū)的屬性標(biāo)志38～7F72UTF-16LE編碼的人類可讀的分區(qū)名稱，最大32個(gè)字符。注意，扇區(qū)尺寸不能假定為512字節(jié)，也就是說(shuō)，一個(gè)扇區(qū)內(nèi)可能存放4個(gè)以上的分區(qū)項(xiàng)，也可能只存放一個(gè)分區(qū)項(xiàng)的一局部。也就是說(shuō)，除了頭兩個(gè)扇區(qū)(LBA0和LBA1)之外，GPT標(biāo)準(zhǔn)僅定義了數(shù)據(jù)構(gòu)造的尺寸，而不關(guān)心使用多少個(gè)扇區(qū)進(jìn)展存儲(chǔ)。GPT分區(qū)表項(xiàng)的格式起始字節(jié)偏移量?jī)?nèi)容016分區(qū)類型GUID1616分區(qū)GUID328起始LBA〔小端格式〕408末尾LBA488屬性標(biāo)簽5272分區(qū)名注：1.類型GUID為固定值，查閱資料可得。以以下圖列舉Windows、Linux下常見(jiàn)幾種：以Windows下根本數(shù)據(jù)分區(qū)為例說(shuō)明：EBD0A0A2-B9E5-4433-87C0-68B6B72699C7。上述表示形式采用小端表示，其16位的串行表示為：A2A0D0EBE5B9334487C068B6B72699C2.分區(qū)屬性：低位4字節(jié)表示與分區(qū)類型無(wú)關(guān)的屬性，高位4字節(jié)表示與分區(qū)類型有關(guān)的屬性。具體見(jiàn)以以下圖：分區(qū)類型操作系統(tǒng)GUID[littleendian]含義None00000000-0000-0000-0000-000000000000未使用None024DEE41-33E7-11D3-9D69-0008CMBR分區(qū)表NoneC12A7328-F81F-11D2-BA4B-00A0CEFI系統(tǒng)分區(qū)[EFISystempartition(ESP)]，必須是VFAT格式NoneBC13C2FF-59E6-4262-A352-B275FD6F7172擴(kuò)展boot分區(qū)，必須是VFAT格式None21686148-6449-6E6F-744E-656564454649BIOS引導(dǎo)分區(qū)，其對(duì)應(yīng)的ASCII字符串是"Hah!IdontNeedEFI"。NoneD3BFE2DE-3DAF-11DF-BA40-E3A556D89593IntelFastFlash(iFFS)partition(forIntelRapidStarttechnology)WindowsE3C9E316-0B5C-4DB8-817D-F92DF00215AE微軟保存分區(qū)WindowsEBD0A0A2-B9E5-4433-87C0-68B6B72699C根本數(shù)據(jù)分區(qū)WindowsDE94BBA4-06D1-4D40-A16A-BFD50179D6ACWindows恢復(fù)環(huán)境Linux0FC63DAF-8483-4772-8E79-3D69D8477DE4數(shù)據(jù)分區(qū)。Linux曾經(jīng)使用和Windows根本數(shù)據(jù)分區(qū)一樣的GUID。

這個(gè)新的GUID是由GPTfdisk和GNUParted開發(fā)者根據(jù)Linux傳統(tǒng)的"8300"分區(qū)代碼創(chuàng)造的。Linux44479540-F297-41B2-9AF7-D131D5Fx86根分區(qū)(/)這是systemd的創(chuàng)造，可用于無(wú)fstab時(shí)的自動(dòng)掛載Linux4F68BCE3-E8CD-4DB1-96E7-FBCAF984B709x86-64根分區(qū)(/)這是systemd的創(chuàng)造，可用于無(wú)fstab時(shí)的自動(dòng)掛載Linux69DAD710-2CE4-4E3C-B16C-21AARM32根分區(qū)(/)這是systemd的創(chuàng)造，可用于無(wú)fstab時(shí)的自動(dòng)掛載LinuxB921B045-1DF0-41C3-AF44-4C6FAArch64根分區(qū)(/)這是systemd的創(chuàng)造，可用于無(wú)fstab時(shí)的自動(dòng)掛載Linux3B8F8425-20E0-4F3B-907F-1A服務(wù)器數(shù)據(jù)分區(qū)(/srv)這是systemd的創(chuàng)造，可用于無(wú)fstab時(shí)的自動(dòng)掛載Linux933AC7E1-2EB4-4F13-B844-0E14E2AEF915HOME分區(qū)(/home)這是systemd的創(chuàng)造，可用于無(wú)fstab時(shí)的自動(dòng)掛載Linux0657FD6D-A4AB-43