BIOS/MBR UEFI/GPT關系與區別-資料整理


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關於 BIOS/MBR UEFI/GPT他們之間的關系一直比較疑惑,

首先一點前提 BIOS UEFI 是一類,是控制硬件,引導啟動的;MBR GPT是硬盤的分區定義.。 后者分別是前者的升級版。

第一個問題:他們死者之間能相互搭配嗎?比如GPT MBR能搭配啟動嗎?

借https://zhidao.baidu.com/question/135127471550798525.html

1、傳統的主板就是傳統 BIOS,可在使用 MBR 分區表的硬盤(俗稱 MBR磁盤,就是傳統常用的模式)上安裝32或64位操作系統。同時也支持使用 GUID 分區表的硬盤(俗稱GPT磁盤),但該硬盤上不能安裝操作系統。
2、新型主板使用 UEFI BIOS,只能在使用 GUID 分區表的硬盤(俗稱GPT磁盤)上安裝64位操作系統。同時也支持 MBR 磁盤,但該硬盤上不能安裝操作系統。
因此,無論主板是傳統 BIOS,還是 UEFI BIOS,都可以同時使用 GPT 磁盤與 MBR 磁盤,但要安裝操作系統,就有明確的區別:傳統 BIOS 的主板只能使用 MBR 磁盤安裝操作系統;UEFI BIOS 的主板只能在 GPT 磁盤上安裝64位操作系統。
另外,XP不能識別 GPT 磁盤,這與主板 BIOS 無關。

第二個問題:GPT 分區是什么?

from:https://zh.wikipedia.org/wiki/GUID%E7%A3%81%E7%A2%9F%E5%88%86%E5%89%B2%E8%A1%A8

全局唯一標識分區表GUID Partition Table縮寫GPT)是一個實體硬盤分區表的結構布局的標准。它是可擴展固件接口EFI)標准(被Intel用於替代個人計算機的BIOS)的一部分,被用於替代BIOS系統中的一32bits來存儲邏輯塊地址和大小信息的主引導記錄(MBR)分區表。對於那些扇區為512字節的磁盤,MBR分區表不支持容量大於2.2TB(2.2×1012字節[1]分區,然而,一些硬盤制造商(諸如希捷和西部數據)注意到這個局限性,並且將他們的容量較大的磁盤升級到4KB的扇區,這意味着MBR的有效容量上限提升到16 TiB。 這個看似“正確的”解決方案,在臨時地降低人們對改進磁盤分配表的需求的同時,也給市場帶來關於在有較大的塊(block)的設備上從BIOS啟動時,如何最佳的划分磁盤分區的困惑。GPT分配64bits給邏輯塊地址,因而使得最大分區大小在264-1個扇區成為可能。對於每個扇區大小為512字節的磁盤,那意味着可以有9.4ZB(9.4×1021字節)或8 ZiB個512字節(9,444,732,965,739,290,426,880字節或18,446,744,073,709,551,615(264-1)個扇區×512(29)字節每扇區)[1][2]

 

第三個問題:mbr gpt 分區數量?

mbr:只支持4個主分區或三個主分區和一個擴展分區,擴展分區下可以有多個邏輯分區。擴展分區中邏輯驅動器的引導記錄是鏈式的。每一個邏輯分區都有一個和MBR結構類似的擴展引導記錄(EBR),其分區表的第一項指向該邏輯分區本身的引導扇區,第二項指向下一個邏輯驅動器的EBR,分區表第三、第四項沒有用到。

gpt:GPT,全局唯一標識分區表(GUID Partition Table),與MBR最大4個分區表項的限制相比,GPT對分區數量沒有限制,但
Windows最大僅支持128個GPT分區,GPT可管理硬盤大小達到了18EB。只有基於UEFI平台的主板才支持GPT分區引導啟動。下面是windowsgpt分區圖:

 

 
GPT分區表的結構。此例中,每個邏輯塊(LBA)為512字節,每個分區的記錄為128字節。負數的LBA地址表示從最后的塊開始倒數,−1表示最后一個塊。

 

 

第四個問題:efi msr分區是什么?

ESP分區:EFI system partition,該分區用於采用了EFI BIOS的電腦系統,用來啟動操作系統。分區內存放引導管理程序、驅動程序、
系統維護工具等。如果電腦采用了EFI系統,或當前磁盤用於在EFI平台上啟動操作系統,則應建議ESP分區。
MSR分區:即微軟保留分區,是GPT磁盤上用於保留空間以備用的分區,例如在將磁盤轉換為動態磁盤時需要使用這些分區空間。

第五個問題:GPT分區標志

GPT硬盤結構:
UEFI與EFI的區別 GPT分區 MSR分區 科普貼
GPT硬盤在“保護MBR”450字節偏移處設置“EE”標志標明本硬盤為GPT

第六個問題:gpt分區在硬盤中的格式

分區表頭的格式
起始字節 長度 內容
0 8字節 簽名("EFI PART", 45 46 49 20 50 41 52 54)
8 4字節 修訂(在1.0版中,值是00 00 01 00)
12 4字節 分區表頭的大小(單位是字節,通常是92字節,即5C 00 00 00)
16 4字節 分區表頭(第0-91字節)的CRC32校驗,在計算時,把這個字段作為0處理,需要計算出分區序列的CRC32校驗后再計算本字段
20 4字節 保留,必須是0
24 8字節 當前LBA(這個分區表頭的位置)
32 8字節 備份LBA(另一個分區表頭的位置)
40 8字節 第一個可用於分區的LBA(主分區表的最后一個LBA + 1)
48 8字節 最后一個可用於分區的LBA(備份分區表的第一個LBA − 1)
56 16字節 硬盤GUID(在類UNIX系統中也叫UUID
72 8字節 分區表項的起始LBA(在主分區表中是2)
80 4字節 分區表項的數量
84 4字節 一個分區表項的大小(通常是128)
88 4字節 分區序列的CRC32校驗
92 * 保留,剩余的字節必須是0(對於512字節LBA的硬盤即是420個字節)

主分區表和備份分區表的頭分別位於硬盤的第二個扇區(LBA 1)以及硬盤的最后一個扇區。備份分區表頭中的信息是關於備份分區表的。

分區表項(LBA 2–33)

GPT分區表使用簡單而直接的方式表示分區。一個分區表項的前16字節是分區類型GUID。例如,EFI系統分區的GUID類型是{C12A7328-F81F-11D2-BA4B-00A0C93EC93B}。接下來的16字節是該分區唯一的GUID(這個GUID指的是該分區本身,而之前的GUID指的是該分區的類型)。再接下來是分區起始和末尾的64位LBA編號,以及分區的名字和屬性。

GPT分區表項的格式
起始字節 長度 內容
0 16字節 分區類型GUID
16 16字節 分區GUID
32 8字節 起始LBA(小端序
40 8字節 末尾LBA
48 8字節 屬性標簽(如:60表示“只讀”)
56 72字節 分區名(可以包括36個UTF-16(小端序)字符)

 

第七個問題:分區類型GUID

相關操作系統 分區類型 GUID[1]
(None) 未使用 00000000-0000-0000-0000-000000000000
MBR分區表 024DEE41-33E7-11D3-9D69-0008C781F39F
EFI系統分區 C12A7328-F81F-11D2-BA4B-00A0C93EC93B
BIOS引導分區 21686148-6449-6E6F-744E-656564454649
Windows 微軟保留分區 E3C9E316-0B5C-4DB8-817D-F92DF00215AE
基本數據分區[2] EBD0A0A2-B9E5-4433-87C0-68B6B72699C7
邏輯軟盤管理工具元數據分區 5808C8AA-7E8F-42E0-85D2-E1E90434CFB3
邏輯軟盤管理工具數據分區 AF9B60A0-1431-4F62-BC68-3311714A69AD
Windows恢復環境 DE94BBA4-06D1-4D40-A16A-BFD50179D6AC
IBM通用並行文件系統(GPFS)分區 37AFFC90-EF7D-4e96-91C3-2D7AE055B174
HP-UX 數據分區 75894C1E-3AEB-11D3-B7C1-7B03A0000000
服務分區 E2A1E728-32E3-11D6-A682-7B03A0000000
Linux 數據分區[2] EBD0A0A2-B9E5-4433-87C0-68B6B72699C7
RAID分區 A19D880F-05FC-4D3B-A006-743F0F84911E
交換分區 0657FD6D-A4AB-43C4-84E5-0933C84B4F4F
邏輯卷管理員(LVM)分區 E6D6D379-F507-44C2-A23C-238F2A3DF928
保留 8DA63339-0007-60C0-C436-083AC8230908
FreeBSD 啟動分區 83BD6B9D-7F41-11DC-BE0B-001560B84F0F
數據分區 516E7CB4-6ECF-11D6-8FF8-00022D09712B
交換分區 516E7CB5-6ECF-11D6-8FF8-00022D09712B
UFS分區 516E7CB6-6ECF-11D6-8FF8-00022D09712B
Vinum volume manager分區 516E7CB8-6ECF-11D6-8FF8-00022D09712B
ZFS分區 516E7CBA-6ECF-11D6-8FF8-00022D09712B
Mac OS X HFS(HFS+)分區 48465300-0000-11AA-AA11-00306543ECAC
蘋果公司UFS 55465300-0000-11AA-AA11-00306543ECAC
ZFS[3] 6A898CC3-1DD2-11B2-99A6-080020736631
蘋果RAID分區 52414944-0000-11AA-AA11-00306543ECAC
蘋果RAID分區,下線 52414944-5F4F-11AA-AA11-00306543ECAC
蘋果啟動分區 426F6F74-0000-11AA-AA11-00306543ECAC
Apple Label 4C616265-6C00-11AA-AA11-00306543ECAC
Apple TV恢復分區 5265636F-7665-11AA-AA11-00306543ECAC
Solaris 啟動分區 6A82CB45-1DD2-11B2-99A6-080020736631
根分區 6A85CF4D-1DD2-11B2-99A6-080020736631
交換分區 6A87C46F-1DD2-11B2-99A6-080020736631
備份分區 6A8B642B-1DD2-11B2-99A6-080020736631
/usr分區[3] 6A898CC3-1DD2-11B2-99A6-080020736631
/var分區 6A8EF2E9-1DD2-11B2-99A6-080020736631
/home分區 6A90BA39-1DD2-11B2-99A6-080020736631
備用扇區 6A9283A5-1DD2-11B2-99A6-080020736631
保留分區 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[4] 交換分區 49F48D32-B10E-11DC-B99B-0019D1879648
FFS分區 49F48D5A-B10E-11DC-B99B-0019D1879648
LFS分區 49F48D82-B10E-11DC-B99B-0019D1879648
RAID分區 49F48DAA-B10E-11DC-B99B-0019D1879648
concatenated分區 2DB519C4-B10F-11DC-B99B-0019D1879648
加密分區 2DB519EC-B10F-11DC-B99B-0019D1879648
  1. ^ 本表中的GUID使用小端序表示。例如,EFI系統分區的GUID在這里寫成C12A7328-F81F-11D2-BA4B-00A0C93EC93B但實際上它對應的16字節的序列是28 73 2A C1 1F F8 D2 11 BA 4B 00 A0 C9 3E C9 3B——只有前3部分的字節序被交換了。
  2. a b Linux和Windows的數據分區使用相同的GUID。
  3. a b Solaris系統中/usr分區的GUID在Mac OS X上被用作普通的ZFS分區。
  4. ^ 具體定義見src/sys/sys/disklabel_gpt.h。NetBSD的GUID在單獨定義之前曾經使用過FreeBSD的GUID。

第八問題:windows gpt定義及格式

Windows 安裝程序默認配置包含 Windows®恢復環境 (Windows RE) 工具分區、系統分區、MSR 和 Windows 分區。以下圖表顯示了該配置。該配置可讓 BitLocker Drive Encryption 投入使用,並將 Windows RE 存儲在隱藏的系統分區中。

默認 EFI 分區的圖示

通過使用該配置,可以將系統工具(如 Windows BitLocker 驅動器加密 和 Windows RE)添加到自定義 Windows 安裝。

https://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/hh824839.aspx

 參考:

http://www.btbat.com/119.html

http://www.techug.com/post/mbr-gpt-uefi-bios.html

https://zhidao.baidu.com/question/135127471550798525.html

http://www.cnblogs.com/xiaochina/p/5812085.html

https://zh.wikipedia.org/wiki/GUID%E7%A3%81%E7%A2%9F%E5%88%86%E5%89%B2%E8%A1%A8

 

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