Windows GPT磁盤GUID結(jié)構(gòu)詳解

前一篇 Windows磁盤MBR結(jié)構(gòu)詳解 中我們介紹了Basic Disk中的Master Boot Record結(jié)構(gòu)。GPT Disk作為Windows 2003以后引入的分區(qū)結(jié)構(gòu)。使用了GUID分區(qū)表結(jié)構(gòu)，它與MBR相比好處是支持更大和更多的分區(qū)，提高容錯(cuò)。本文介紹了GUID分區(qū)表的結(jié)構(gòu)和各個(gè)字段的含義。

GPT Disk 的Protective MBR:

GPT Disk的結(jié)構(gòu)中，第一個(gè)LBA位置（LBA 0）存放的是Protective MBR，隨后LBA1的位置才是GPT的GUID分區(qū)表頭。Protective MBR的作用是為了兼容性考慮，阻止一些遺留的MBR磁盤工具破壞GUID分區(qū)表。這種在LBA 0的位置存放Protective MBR的結(jié)構(gòu)是基于Extensible Firmware Interface（EFI）規(guī)格。Protective MBR和MBR擁有同樣的結(jié)構(gòu)，同時(shí)還包括一條包含值為0xEE的System ID的分區(qū)記錄（如下圖所示），這個(gè)值標(biāo)注了該分區(qū)為GPT分區(qū)，如果包含該分區(qū)的磁盤被移動到Windows 2000中或者被一些遺留的磁盤工具訪問，則該分區(qū)會被標(biāo)注晨GPT Protective分區(qū)，不能被刪除。

Globally Unique Identifier Partition Table(GUID)結(jié)構(gòu)：

如下圖所示，組成GPT Disk的GUID記錄有以下幾種：

GUID Partition Table Header： GPT Header定義了分區(qū)記錄所用到的Logical Block Address的區(qū)域。同時(shí)還定義了分區(qū)在磁盤上的位置、它自身的GUID、以及一組CRC32的校驗(yàn)值。Primary GPT Header位于磁盤的LBA1位置，緊跟著Protective MBR。Backup GPT Header位于磁盤最后一個(gè)磁道之上。下圖是GPT Header中包含幾個(gè)字段：

• 首位0x00是為長度8個(gè)字節(jié)的簽名檔，這個(gè)值必須為固定值，用來定義EFI的兼容性。
  

• 0x08開始有四組長度為4個(gè)字節(jié)的字段，Revision標(biāo)注EFI規(guī)格的版本信息、Header Size記錄了整個(gè)GPT Head的大小，也為固定值、CRC32的校驗(yàn)信息、Reserved預(yù)留位。

• 隨后0x18開始是5個(gè)長度為8個(gè)字節(jié)的字段和一個(gè)長度為16字節(jié)字段，Primary LBA記錄了Primary GPT Head的位置、Backup LBA記錄Backup GPT Header的位置、First Usable LBA記錄了第一個(gè)分區(qū)的起始位置，例如64位的Windows Server 2003，它的起始位置是34、Last Usable LBA記錄的分區(qū)結(jié)束的位置。Disk GUID長度為16個(gè)字節(jié)，用來標(biāo)識分區(qū)表頭和磁盤、 Partition Entry LBA記錄GUID分區(qū)記錄的位置，固定為LBA2。

• 從0x50開始為3個(gè)長度為4字節(jié)的記錄，Number of Partition Entries記錄最大的磁盤分區(qū)數(shù)，例如64位的Windows Server是128個(gè)、Size of Partition Entry記錄了每個(gè)GUID分區(qū)記錄大小，它的值為128字節(jié)、Partition Entry Array CRC32記錄一組分區(qū)記錄的校驗(yàn)值。

• 最后從0x5C位置開始長度為420字節(jié)的預(yù)留空間，值都為0。

GUID Partition Entry Array：類似MBR中的分區(qū)表，GUID partition entry array中包含了磁盤上每個(gè)分區(qū)的記錄。比如64位的Windows Server 2003創(chuàng)建了一個(gè)Array值為16384字節(jié)，則第一個(gè)可用的數(shù)據(jù)大于等于LBA34. GUID Partition Entry Array也在分區(qū)最后存在一個(gè)副本，位置是在最后一個(gè)可用的LBA之后，GUID Partition table header之前。

GUID Partition Entry： GUID Partition Entry長度為128個(gè)字節(jié)，用來定義單個(gè)分區(qū)結(jié)構(gòu)。每個(gè)GUID Partition entry從Partition Type記錄開始。長度為16個(gè)字節(jié)的Partition Type GUID，類似MBR磁盤分區(qū)表中的System ID，它定義了分區(qū)中包含的數(shù)據(jù)和分區(qū)的作用。下圖中是一個(gè)典型的GPT Disk的GUID Partition entry array記錄，這個(gè)圖中顯示了三種分區(qū)記錄

第一部分{45464920-5041-5254-0000-01005C000000}為EFI System分區(qū)、中間部分{16E3C9E3–5C0B–B84D–817D–F92DF00215AE}為Microsoft Reserved分區(qū)，最下面的一個(gè){A2A0D0EB–E5B9–3344–87C0–68B6B72699C7}是Windows Basic Disk中的一個(gè)主分區(qū)。

在每個(gè)部分的中間位置主要記錄了一些字段。Partition Type GUID之后的0x10位置開始，是一個(gè)長度為16字節(jié)的Unique Partition GUID記錄用來標(biāo)識每條記錄的唯一性。0x20開始為3個(gè)長度為8個(gè)字節(jié)的字段，Starting LBA和Ending LBA分別記錄了分區(qū)的起始和結(jié)束的位置、Attribute Bit描述了分區(qū)是如何使用的，例如是否為隱藏和只讀等等、最后0x38開始的72個(gè)字節(jié)字段用來Unicode的分區(qū)的名字，名字最長為36個(gè)字符。