Таблица разделов GUID

GUID Partition Table, аббр. GPT — стандарт формата размещения таблиц разделов на физическом жестком диске. Он является частью Extensible Firmware Interface (EFI) — стандарта, предложенного Intel на смену BIOS. EFI использует GPT там, где BIOS использует Главную загрузочную запись (англ. Master Boot Record, MBR).

Возможности

В отличие от MBR, которая начинается с исполняемой двоичной программы, призванной идентифицировать и загрузить активный раздел, GPT опирается на расширенные возможности EFI для осуществления этих процессов. Однако MBR присутствует в самом начале диска (блок LBA 0) как для защиты, так и в целях совместимости. Собственно GPT начинается с Оглавления таблицы разделов (англ. Partition Table Header).

GPT использует современную систему адресации логических блоков (LBA) вместо применявшейся в MBR адресации «Цилиндр — Головка — Сектор» (CHS). MBR, доставшаяся по наследству со всей своей информацией, содержится в блоке LBA 0, оглавление GPT — в блоке LBA 1. В оглавлении содержится адрес блока, где начинается сама таблица разделов, обычно это следующий блок — LBA 2. Количество разделов не ограничено стандартом и зависит от операционной системы^[1] (технически ограничено порядка 2⁶⁴ разделами из-за разрядности полей). Так в Microsoft Windows в таблице разделов резервируется место для 128 записей по 128 байт каждая (в GNU/Linux ядро поддерживает до 256 разделов^[2]). Таким образом для таблицы разделов в Windows резервируется 16 384 байт (при использовании сектора размером 512 байт это будет 32 сектора), так что первым используемым сектором каждого жёсткого диска в ней будет блок LBA 34.

Кроме того, GPT обеспечивает дублирование — оглавление и таблица разделов записаны как в начале, так и в конце диска.

Теоретически, GPT позволяет создавать разделы диска размером до 9,4 ЗБ (9,4 × 10²¹ байт) (при размере сектора 512 байт, иначе — больше), в то время как MBR может работать только до 2,2 ТБ (2,2 × 10¹² байт).

GPT позволяет назначать разделам идентификаторы GUID, имена и атрибуты, независимо от внутренних UUID файловых систем, их меток и прочего, и позволяет обращаться по таким именам вместо меток и номеров разделов. Благодаря поддержке Юникода в именах и щадящих ограничений на них, разделы могут быть названы на любом языке и сгруппированы по папкам^[3].

Наследственный MBR (LBA 0)

Основная цель помещения MBR в начало диска — защитная. MBR-ориентированные дисковые утилиты могут не распознать и даже перезаписать GPT-диски. Чтобы избежать этого, указывается наличие всего одного раздела, охватывающего весь GPT-диск. Системный идентификатор (англ. System ID) для этого раздела устанавливается в значение 0xEE, указывающее, что применяется GPT. Вследствие этого EFI игнорирует MBR. Некоторые 32-битные операционные системы, например Windows XP, не приспособленные для чтения дисков, содержащих GPT, тем не менее распознаю́т этот Системный идентификатор и представляют том в качестве недоступного GPT-диска. Более старые ОС^{[какие?]} обычно представляют диск как содержащий единственный раздел неизвестного типа и без свободного места; как правило, они отказываются модифицировать такой диск, пока пользователь явно не потребует и не подтвердит удаление данного раздела. Таким способом предотвращается случайное стирание содержимого GPT-диска.

Оглавление таблицы разделов (LBA 1)

Оглавление таблицы разделов указывает те логические блоки на диске, которые могут быть задействованы пользователем (англ. the usable blocks). Оно также указывает число и размер записей данных о разделах, составляющих таблицу разделов. Стандартно в Microsoft Windows резервируется 128 записей данных о разделах. Таким образом, возможно создание 128 разделов на диске.

Оглавление содержит GUID (англ. Globally Unique IDentifier — «глобально уникальный идентификатор») диска. В оглавлении также содержится его собственный размер и местоположение (всегда блок LBA 1), а также размер и местоположение вторичного (запасного) оглавления и таблицы разделов, которые всегда размещаются в последних секторах диска. Важно, что оно также содержит контрольную сумму CRC32 для себя и для таблицы разделов. Эти контрольные суммы проверяются процессами EFI при загрузке машины. Из-за проверок контрольных сумм недопустима и бессмысленна модификация содержимого GPT в шестнадцатеричных редакторах. Всякое редактирование нарушит соответствие содержания контрольным суммам, после чего EFI перезапишет первичный GPT вторичным. Если же оба GPT будут содержать неверные контрольные суммы, доступ к диску станет невозможным^{[к. 1]}.

Записи данных о разделах (LBA 2-33)

Записи данных о разделах (англ. Partition entries) просты и расположены с равным приращением адресов. Первые 16 байт определяют GUID типа раздела. Например, GUID системного EFI-раздела имеет вид «C12A7328-F81F-11D2-BA4B-00A0C93EC93B». Следующие 16 байт содержат GUID, уникальный для данного конкретного раздела. Далее записываются данные о начале и конце 64-битных LBA, если они имеются. Остальное место отводится информации об именах и атрибутах разделов.

Идентификаторы (GUID) различных типов разделов

Ассоц. платф.	Тип раздела	Глобально-уникальный идентификатор (GUID)
(Нет)	Неиспользуемая запись данных	`00000000-0000-0000-0000-000000000000`
	Схема разделов MBR	`024DEE41-33E7-11D3-9D69-0008C781F39F`
	Системный раздел EFI	`C12A7328-F81F-11D2-BA4B-00A0C93EC93B`
	BIOS boot partition	`21686148-6449-6E6F-744E-656564454649`
	Раздел Intel Fast Flash (iFFS) (для технологии Intel Rapid Start)	`D3BFE2DE-3DAF-11DF-BA40-E3A556D89593`
	Загрузочный раздел Sony	`F4019732-066E-4E12-8273-346C5641494F`
	Загрузочный раздел Lenovo	`BFBFAFE7-A34F-448A-9A5B-6213EB736C22`
Windows	Резервный раздел Microsoft	`E3C9E316-0B5C-4DB8-817D-F92DF00215AE`
	Раздел основных данных	`EBD0A0A2-B9E5-4433-87C0-68B6B72699C7`
	Менеджер логических томов, раздел метаданных	`5808C8AA-7E8F-42E0-85D2-E1E90434CFB3`
	Менеджер логических томов, раздел данных	`AF9B60A0-1431-4F62-BC68-3311714A69AD`
	Раздел восстановления	`DE94BBA4-06D1-4D40-A16A-BFD50179D6AC`
HP-UX	Раздел данных	`75894C1E-3AEB-11D3-B7C1-7B03A0000000`
HP-UX	Раздел Сервиса	`E2A1E728-32E3-11D6-A682-7B03A0000000`
Linux	Раздел данных	`0FC63DAF-8483-4772-8E79-3D69D8477DE4`
	RAID раздел	`A19D880F-05FC-4D3B-A006-743F0F84911E`
	Своп-раздел	`0657FD6D-A4AB-43C4-84E5-0933C84B4F4F`
	Раздел Менеджера логических томов (LVM)	`E6D6D379-F507-44C2-A23C-238F2A3DF928`
	Раздел /home	`933AC7E1-2EB4-4F13-B844-0E14E2AEF915`
	Раздел /srv (данные сервера)	`3B8F8425-20E0-4F3B-907F-1A25A76F98E8`
	Раздел dm-crypt	`7FFEC5C9-2D00-49B7-8941-3EA10A5586B7`
	Раздел LUKS	`CA7D7CCB-63ED-4C53-861C-1742536059CC`
	Зарезервировано	`8DA63339-0007-60C0-C436-083AC8230908`
FreeBSD	Загрузочный раздел	`83BD6B9D-7F41-11DC-BE0B-001560B84F0F`
	Раздел данных	`516E7CB4-6ECF-11D6-8FF8-00022D09712B`
	Своп-раздел	`516E7CB5-6ECF-11D6-8FF8-00022D09712B`
	Раздел UFS (Unix File System)	`516E7CB6-6ECF-11D6-8FF8-00022D09712B`
	Раздел менеджера томов Vinum	`516E7CB8-6ECF-11D6-8FF8-00022D09712B`
	Раздел ZFS	`516E7CBA-6ECF-11D6-8FF8-00022D09712B`
macOS	Раздел HFS+ (Hierarchical File System)	`48465300-0000-11AA-AA11-00306543ECAC`
	Раздел APFS (Apple File System)	`7C3457EF-0000-11AA-AA11-00306543ECAC`
	Apple UFS	`55465300-0000-11AA-AA11-00306543ECAC`
	ZFS	`6A898CC3-1DD2-11B2-99A6-080020736631`
	Apple RAID раздел	`52414944-0000-11AA-AA11-00306543ECAC`
	Apple RAID раздел, offline	`52414944-5F4F-11AA-AA11-00306543ECAC`
	Загрузочный раздел Apple	`426F6F74-0000-11AA-AA11-00306543ECAC`
	Apple Label	`4C616265-6C00-11AA-AA11-00306543ECAC`
	Раздел Apple TV Recovery	`5265636F-7665-11AA-AA11-00306543ECAC`
	Раздел Apple Core Storage (то есть Lion FileVault)	`53746F72-6167-11AA-AA11-00306543ECAC`
Solaris	Загрузочный раздел	`6A82CB45-1DD2-11B2-99A6-080020736631`
	Корневой раздел	`6A85CF4D-1DD2-11B2-99A6-080020736631`
	Своп раздел	`6A87C46F-1DD2-11B2-99A6-080020736631`
	Backup-раздел	`6A8B642B-1DD2-11B2-99A6-080020736631`
	Раздел /usr	`6A898CC3-1DD2-11B2-99A6-080020736631`
	Раздел /var	`6A8EF2E9-1DD2-11B2-99A6-080020736631`
	Раздел /home	`6A90BA39-1DD2-11B2-99A6-080020736631`
	EFI_ALTSCTR	`6A9283A5-1DD2-11B2-99A6-080020736631`
	Зарезервированные разделы	`6A945A3B-1DD2-11B2-99A6-080020736631`
		`6A9630D1-1DD2-11B2-99A6-080020736631`
		`6A980767-1DD2-11B2-99A6-080020736631`
		`6A96237F-1DD2-11B2-99A6-080020736631`
		`6A8D2AC7-1DD2-11B2-99A6-080020736631`
NetBSD	Своп раздел	`49F48D32-B10E-11DC-B99B-0019D1879648`
	Раздел FFS	`49F48D5A-B10E-11DC-B99B-0019D1879648`
	Раздел LFS^[англ.]	`49F48D82-B10E-11DC-B99B-0019D1879648`
	Раздел RAID	`49F48DAA-B10E-11DC-B99B-0019D1879648`
	Соединённый раздел	`2DB519C4-B10F-11DC-B99B-0019D1879648`
	Шифрованный раздел	`2DB519EC-B10F-11DC-B99B-0019D1879648`
Chrome OS	Ядро ChromeOS	`FE3A2A5D-4F32-41A7-B725-ACCC3285A309`
	ChromeOS rootfs	`3CB8E202-3B7E-47DD-8A3C-7FF2A13CFCEC`
	Для будущего использования ChromeOS	`2E0A753D-9E48-43B0-8337-B15192CB1B5E`
QNX	Power-safe (QNX6) file system^[4]	`CEF5A9AD-73BC-4601-89F3-CDEEEEE321A1`
OS/2	ArcaOS Type 1^[5]	`90B6FF38-B98F-4358-A21F-48F35B4A8AD3`

Примечание 1: GUID для раздела данных Linux ранее являлся дубликатом GUID для раздела основных данных Microsoft Windows.

Примечание 2: Порядок записи байтов в написаниях GUID — little-endian. К примеру, GUID системного раздела EFI записан как: C12A7328-F81F-11D2-BA4B-00A0C93EC93B, что соответствует последовательности 16 байтов: 28 73 2A C1 1F F8 D2 11 BA 4B 00 A0 C9 3E C9 3B. Обратите внимание, что байты пишутся задом наперед только в первых трех блоках (C12A7328-F81F-11D2).

Недостатки

Противоречивые реализации поддержки GPT, возможно, из-за закрытости большей части стандарта (например, GUID для раздела данных Linux был изменён на другой, в старых версиях parted используется нестандартная кодировка имён).
Не предусмотрено возможности назначать имя всему диску, как отдельным разделам (хотя у него есть свой GUID).
По-прежнему сильна привязка раздела к его номеру в таблице (например, многие загрузчики ОС предпочитают номер именам и GUID).
Количество дубликатов таблиц строго ограничено двумя, их позиции зафиксированы, что в случае повреждения диска, ошибок администрирования или ошибок программ недостаточно для удобного восстановления данных.
Ни резервная копия GPT, ни основная не позволяют аннулировать другую копию в случае, если та неверна, но имеет правильную контрольную сумму и не может быть стёрта, то есть не предусмотрено защиты от повреждённых секторов (плохих блоков), которая давно есть в некоторых (ext3, ext4^[6]) файловых системах.

Примечания

комментарии

↑ Впрочем, редактирование возможно — см. https://www.linux.org.ru/forum/admin/13360627?cid=13363080)

источники

↑ What’s the Difference Between GPT and MBR When Partitioning a Drive? (неопр.) Дата обращения: 5 апреля 2016. Архивировано 6 апреля 2016 года.
↑ Lingzhu Xiang. linux - What is the maximum number of partitions with EFI? (англ.). Super User (19 апреля 2013). Дата обращения: 5 апреля 2016.
↑ Для создания папок с разделом имя раздела должно содержать / и представлять относительный путь к разделу.
↑ QNX Power-safe filesystem (неопр.). Дата обращения: 15 февраля 2016. Архивировано 24 сентября 2015 года.
↑ Arca Noae announces GUID for OS/2 Type 1 GPT partitions (неопр.). Дата обращения: 2 ноября 2020. Архивировано 30 октября 2020 года.
↑ Лечение жесткого диска с бэд блоками bad blocks испорченные блоки (Решение) | Kubuntu.ru (неопр.). www.kubuntu.ru. Дата обращения: 15 июля 2020. Архивировано 16 июля 2020 года.

Ссылки

Microsoft TechNet: Disk Sectors on GPT Disks
Microsoft TechNet: Using GPT Drives on x86-64 Systems

[4] Впрочем, редактирование возможно — см. https://www.linux.org.ru/forum/admin/13360627?cid=13363080)

[1] What’s the Difference Between GPT and MBR When Partitioning a Drive? (неопр.) Дата обращения: 5 апреля 2016. Архивировано 6 апреля 2016 года.

[2] Lingzhu Xiang. linux - What is the maximum number of partitions with EFI? (англ.). Super User (19 апреля 2013). Дата обращения: 5 апреля 2016.

[3] Для создания папок с разделом имя раздела должно содержать / и представлять относительный путь к разделу.

[5] QNX Power-safe filesystem (неопр.). Дата обращения: 15 февраля 2016. Архивировано 24 сентября 2015 года.

[6] Arca Noae announces GUID for OS/2 Type 1 GPT partitions (неопр.). Дата обращения: 2 ноября 2020. Архивировано 30 октября 2020 года.

[7] Лечение жесткого диска с бэд блоками bad blocks испорченные блоки (Решение) | Kubuntu.ru (неопр.). www.kubuntu.ru. Дата обращения: 15 июля 2020. Архивировано 16 июля 2020 года.

[1]

[2]

[3]

[к. 1]

[4]

[5]

[6]