GUID 分区表
Last updated
Last updated
GPT， GUID Partition Table 的缩写，是 EFI 引导盘所使用的分区方式，GUID 也称为 UUID，即全球唯一的标识符，是128位长度的数字相当于身份证，我们用16进制表示为32个数字组合，一般我们使用的是 8-4-4-4-12 的组合，例如 123e4567-e89b-12d3-a456-426655440000 就是一个 UUID，详细介绍请看 Wiki
除此之外，我们还要了解一个叫 LBA，Logic Block Address ( 逻辑块 )，的概念，如果有读者研究过文件系统的想必很容易理解，其实就是我们文件系统的所使用的逻辑块编号，早期我们的硬盘是 CHS 编址，LBA 则是这一层的抽象，把所有的扇区平铺在一起，就好像磁带一样，LBA 到 CHS 的转换很容易，不过一般是由驱动，或者硬件电路完成了可能也有文件系统支持，我这里没有详细了解，但是需要知道的一点就是， LBA 是为了解决 CHS 寻址太少的问题，也是随着大硬盘的出现，CHS 逐渐退出了舞台。
了解了 LBA 之后，我们现在可以说，在 GPT 中，LBA0 是受保护的，这句话就可以被理解了，就是第一块扇区，也就是说 MBR 是受保护的，是不使用的，因为 UEFI 中支持 MBR 引导，这是为了向后兼容，所以干脆 GPT 不使用这一块区域。
GPT 真正开始于第二块扇区，也就是 LBA1，同时磁盘的最后一部分还有备份，是为防止出错的情况，首先我们来关注它的组成。一个头部，然后带128个分区，也就是说我们分区可以高达128个，还是不算逻辑分区的情况，在以前MBR的时候，早期 Windows 只能有4个物理分区，也是由于 MBR 的限制，当然现在肯定不存在这个问题了。
上图是头部记录的一些关键信息，左-右 分别代表的是偏移量，长度和内容的解释。GPT 的头部记录了可用的逻辑块数量还有分区描述符的大小以及数量。也就是一些管理的信息，下面来看的关键的记录分区信息的结构，Partition Entry，怎么翻译我也不清楚，就叫分区描述符好了。
当一个程序读取了头部信息之后，就可以得到这个分区的数量，分区描述符大小以及开始的位置。于是它紧接着读每一个分区描述符，第一个字段就是标记分区类型的 GUID，比如这个分区如果是 ESP，也就是之前我们所说的，UEFI 引导的时候寻找的分区，它的 UUID/GUID 为 C12A7328-F81F-11D2-BA4B-00A 0C93EC93B ，千万别问我为什么是这一串数字，因为我也确实不清楚。也就是说，当发现一个分区的UUID 为这一串数字之后，也就找到了 ESP 分区，里面就有可以用来引导的文件，这下上一节留下的疑问也解答了。
紧接着，又是一个 UUID ，这是用来标记一个分区的，同样是 ESP 分区，在不同的硬盘，也就是不同的分区必然也会有不同的 UUID，这个是我们可以随意修改的，但是注意，在 Linux 下我们开机完成的自动挂载的分区，其实写在了 /etc/fstab ，如果你修改了 UUID ，记得把这里的也修改，因为这里也利用了第二个 UUID。
第一个 UUID 是用来标示不同分区类型 ( 不同功能 ) 的，而第二个 UUID 是用来标记不同的分区，具体可以 wiki 一下
如果我们想要检测分区信息，直接扫描头部发现分区数量，然后扫描每一个分区描述符，就马上可以得到，每一个分区所占的大小，分区名字以及它的属性。如果我们想要新建一个分区呢？首先你得找到空闲地方，也就是前面扫描所有的分区，接着根据得到的信息，便可以判断有多少连续的空间以及大小，在选择了大小之后，填写新的 Partition Entry ，填写名字( 这步不是必须 )以及占有的 LBA 的范围。
这里只是大概一个过程，我们需要知道的一点就是，Partition Entry 描述一块分区的信息，通过它我们可以知道分区的大小，以及位置，还有上面的属性字段，是用来描述这块分区的属性。
用位来表示属性非常常见了，这节省了大量空间，并且 与或 操作是 CPU 的强项，计算起来很迅速，所以是编程的时候很常用的手段。
上面都是死板的陈述，不太容易理解，下面我们来用 Linux 的命令来看看自己盘的一些信息。
输出可以发现，这其实就是读取了 GPT 的头部信息以及分区描述符，我相信每个人都可以写出这段代码，需要注意的一点，我的硬盘第5个分区其实在第6个分区之后，因为创建先后的问题，有段时间我在做硬盘的备份，所以出现了这种情况，不过并不影响我们查看。
上面的命令是查看 ESP 的分区，发现了吗，跟我们之前提及的 ESP 的 UUID 是一致的，就是这一确定的字段，所以我们可以写代码找到 ESP 分区。最后是关于的 ESP 的文件系统的问题，ESP 必须是 FAT32 或者 FAT16，这是协议里面规定的。确定的 UUID 和 确定的文件系统，在 UEFI 引导的时候就显得特别的简单，只需要支持 FAT文件系统 就好了，接着就能读取里面的文件，从而完成了操作系统引导这一 光荣使命。
部分的读者不习惯用命令行，其实 gdisk 有 UI 版本，叫 GParted 下载之后使用起来非常的方便，是一个很好用的管理软件。
