BIOS/MBR UEFI/GPT关系与区别-资料整理

时间:2024-01-03 09:02:44

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关于 BIOS/MBR UEFI/GPT他们之间的关系一直比较疑惑,

首先一点前提 BIOS UEFI 是一类,是控制硬件,引导启动的;MBR GPT是硬盘的分区定义.。 后者分别是前者的升级版。

第一个问题:他们死者之间能相互搭配吗?比如GPT MBR能搭配启动吗?

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

1、传统的主板就是传统 BIOS,可在使用 MBR 分区表的硬盘(俗称 MBR磁盘,就是传统常用的模式)上安装32或64位操作系统。同时也支持使用 GUID 分区表的硬盘(俗称GPT磁盘),但该硬盘上不能安装操作系统。
2、新型主板使用 UEFI BIOS,只能在使用 GUID 分区表的硬盘(俗称GPT磁盘)上安装64位操作系统。同时也支持 MBR 磁盘,但该硬盘上不能安装操作系统。
因此,无论主板是传统 BIOS,还是 UEFI BIOS,都可以同时使用 GPT 磁盘与 MBR 磁盘,但要安装操作系统,就有明确的区别:传统 BIOS 的主板只能使用 MBR 磁盘安装操作系统;UEFI BIOS 的主板只能在 GPT 磁盘上安装64位操作系统。
另外,XP不能识别 GPT 磁盘,这与主板 BIOS 无关。

第二个问题:GPT 分区是什么?

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

全局唯一标识分区表GUID Partition Table缩写GPT)是一个实体硬盘分区表的结构布局的标准。它是可扩展固件接口EFI)标准(被Intel用于替代个人计算机的BIOS)的一部分,被用于替代BIOS系统中的一32bits来存储逻辑块地址和大小信息的主引导记录(MBR)分区表。对于那些扇区为512字节的磁盘,MBR分区表不支持容量大于2.2TB(2.2×1012字节[1]分区,然而,一些硬盘制造商(诸如希捷和西部数据)注意到这个局限性,并且将他们的容量较大的磁盘升级到4KB的扇区,这意味着MBR的有效容量上限提升到16 TiB。 这个看似“正确的”解决方案,在临时地降低人们对改进磁盘分配表的需求的同时,也给市场带来关于在有较大的块(block)的设备上从BIOS启动时,如何最佳的划分磁盘分区的困惑。GPT分配64bits给逻辑块地址,因而使得最大分区大小在264-1个扇区成为可能。对于每个扇区大小为512字节的磁盘,那意味着可以有9.4ZB(9.4×1021字节)或8 ZiB个512字节(9,444,732,965,739,290,426,880字节或18,446,744,073,709,551,615(264-1)个扇区×512(29)字节每扇区)[1][2]

第三个问题:mbr gpt 分区数量?

mbr:只支持4个主分区或三个主分区和一个扩展分区,扩展分区下可以有多个逻辑分区。扩展分区中逻辑驱动器的引导记录是链式的。每一个逻辑分区都有一个和MBR结构类似的扩展引导记录(EBR),其分区表的第一项指向该逻辑分区本身的引导扇区,第二项指向下一个逻辑驱动器的EBR,分区表第三、第四项没有用到。

gpt:GPT,全局唯一标识分区表(GUID Partition Table),与MBR最大4个分区表项的限制相比,GPT对分区数量没有限制,但
Windows最大仅支持128个GPT分区,GPT可管理硬盘大小达到了18EB。只有基于UEFI平台的主板才支持GPT分区引导启动。下面是windowsgpt分区图:

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GPT分区表的结构。此例中,每个逻辑块(LBA)为512字节,每个分区的记录为128字节。负数的LBA地址表示从最后的块开始倒数,−1表示最后一个块。

第四个问题:efi msr分区是什么?

ESP分区:EFI system partition,该分区用于采用了EFI BIOS的电脑系统,用来启动操作系统。分区内存放引导管理程序、驱动程序、
系统维护工具等。如果电脑采用了EFI系统,或当前磁盘用于在EFI平台上启动操作系统,则应建议ESP分区。
MSR分区:即微软保留分区,是GPT磁盘上用于保留空间以备用的分区,例如在将磁盘转换为动态磁盘时需要使用这些分区空间。

第五个问题:GPT分区标志

GPT硬盘结构:
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GPT硬盘在“保护MBR”450字节偏移处设置“EE”标志标明本硬盘为GPT

第六个问题:gpt分区在硬盘中的格式

分区表头的格式
起始字节 长度 内容
0 8字节 签名("EFI PART", 45 46 49 20 50 41 52 54)
8 4字节 修订(在1.0版中,值是00 00 01 00)
12 4字节 分区表头的大小(单位是字节,通常是92字节,即5C 00 00 00)
16 4字节 分区表头(第0-91字节)的CRC32校验,在计算时,把这个字段作为0处理,需要计算出分区序列的CRC32校验后再计算本字段
20 4字节 保留,必须是0
24 8字节 当前LBA(这个分区表头的位置)
32 8字节 备份LBA(另一个分区表头的位置)
40 8字节 第一个可用于分区的LBA(主分区表的最后一个LBA + 1)
48 8字节 最后一个可用于分区的LBA(备份分区表的第一个LBA − 1)
56 16字节 硬盘GUID(在类UNIX系统中也叫UUID
72 8字节 分区表项的起始LBA(在主分区表中是2)
80 4字节 分区表项的数量
84 4字节 一个分区表项的大小(通常是128)
88 4字节 分区序列的CRC32校验
92 * 保留,剩余的字节必须是0(对于512字节LBA的硬盘即是420个字节)

主分区表和备份分区表的头分别位于硬盘的第二个扇区(LBA 1)以及硬盘的最后一个扇区。备份分区表头中的信息是关于备份分区表的。

分区表项(LBA 2–33)

GPT分区表使用简单而直接的方式表示分区。一个分区表项的前16字节是分区类型GUID。例如,EFI系统分区的GUID类型是{C12A7328-F81F-11D2-BA4B-00A0C93EC93B}。接下来的16字节是该分区唯一的GUID(这个GUID指的是该分区本身,而之前的GUID指的是该分区的类型)。再接下来是分区起始和末尾的64位LBA编号,以及分区的名字和属性。

GPT分区表项的格式
起始字节 长度 内容
0 16字节 分区类型GUID
16 16字节 分区GUID
32 8字节 起始LBA(小端序
40 8字节 末尾LBA
48 8字节 属性标签(如:60表示“只读”)
56 72字节 分区名(可以包括36个UTF-16(小端序)字符)

第七个问题:分区类型GUID

相关操作系统 分区类型 GUID[1]
(None) 未使用 00000000-0000-0000-0000-000000000000
MBR分区表 024DEE41-33E7-11D3-9D69-0008C781F39F
EFI系统分区 C12A7328-F81F-11D2-BA4B-00A0C93EC93B
BIOS引导分区 21686148-6449-6E6F-744E-656564454649
Windows 微软保留分区 E3C9E316-0B5C-4DB8-817D-F92DF00215AE
基本数据分区[2] EBD0A0A2-B9E5-4433-87C0-68B6B72699C7
逻辑软盘管理工具元数据分区 5808C8AA-7E8F-42E0-85D2-E1E90434CFB3
逻辑软盘管理工具数据分区 AF9B60A0-1431-4F62-BC68-3311714A69AD
Windows恢复环境 DE94BBA4-06D1-4D40-A16A-BFD50179D6AC
IBM通用并行文件系统(GPFS)分区 37AFFC90-EF7D-4e96-91C3-2D7AE055B174
HP-UX 数据分区 75894C1E-3AEB-11D3-B7C1-7B03A0000000
服务分区 E2A1E728-32E3-11D6-A682-7B03A0000000
Linux 数据分区[2] EBD0A0A2-B9E5-4433-87C0-68B6B72699C7
RAID分区 A19D880F-05FC-4D3B-A006-743F0F84911E
交换分区 0657FD6D-A4AB-43C4-84E5-0933C84B4F4F
逻辑卷管理员(LVM)分区 E6D6D379-F507-44C2-A23C-238F2A3DF928
保留 8DA63339-0007-60C0-C436-083AC8230908
FreeBSD 启动分区 83BD6B9D-7F41-11DC-BE0B-001560B84F0F
数据分区 516E7CB4-6ECF-11D6-8FF8-00022D09712B
交换分区 516E7CB5-6ECF-11D6-8FF8-00022D09712B
UFS分区 516E7CB6-6ECF-11D6-8FF8-00022D09712B
Vinum volume manager分区 516E7CB8-6ECF-11D6-8FF8-00022D09712B
ZFS分区 516E7CBA-6ECF-11D6-8FF8-00022D09712B
Mac OS X HFS(HFS+)分区 48465300-0000-11AA-AA11-00306543ECAC
苹果公司UFS 55465300-0000-11AA-AA11-00306543ECAC
ZFS[3] 6A898CC3-1DD2-11B2-99A6-080020736631
苹果RAID分区 52414944-0000-11AA-AA11-00306543ECAC
苹果RAID分区,下线 52414944-5F4F-11AA-AA11-00306543ECAC
苹果启动分区 426F6F74-0000-11AA-AA11-00306543ECAC
Apple Label 4C616265-6C00-11AA-AA11-00306543ECAC
Apple TV恢复分区 5265636F-7665-11AA-AA11-00306543ECAC
Solaris 启动分区 6A82CB45-1DD2-11B2-99A6-080020736631
根分区 6A85CF4D-1DD2-11B2-99A6-080020736631
交换分区 6A87C46F-1DD2-11B2-99A6-080020736631
备份分区 6A8B642B-1DD2-11B2-99A6-080020736631
/usr分区[3] 6A898CC3-1DD2-11B2-99A6-080020736631
/var分区 6A8EF2E9-1DD2-11B2-99A6-080020736631
/home分区 6A90BA39-1DD2-11B2-99A6-080020736631
备用扇区 6A9283A5-1DD2-11B2-99A6-080020736631
保留分区 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] 交换分区 49F48D32-B10E-11DC-B99B-0019D1879648
FFS分区 49F48D5A-B10E-11DC-B99B-0019D1879648
LFS分区 49F48D82-B10E-11DC-B99B-0019D1879648
RAID分区 49F48DAA-B10E-11DC-B99B-0019D1879648
concatenated分区 2DB519C4-B10F-11DC-B99B-0019D1879648
加密分区 2DB519EC-B10F-11DC-B99B-0019D1879648
  1. ^ 本表中的GUID使用小端序表示。例如,EFI系统分区的GUID在这里写成C12A7328-F81F-11D2-BA4B-00A0C93EC93B但实际上它对应的16字节的序列是28 73 2A C1 1F F8 D2 11 BA 4B 00 A0 C9 3E C9 3B——只有前3部分的字节序被交换了。
  2. a b Linux和Windows的数据分区使用相同的GUID。
  3. a b Solaris系统中/usr分区的GUID在Mac OS X上被用作普通的ZFS分区。
  4. ^ 具体定义见src/sys/sys/disklabel_gpt.h。NetBSD的GUID在单独定义之前曾经使用过FreeBSD的GUID。

第八问题:windows gpt定义及格式

Windows 安装程序默认配置包含 Windows®恢复环境 (Windows RE) 工具分区、系统分区、MSR 和 Windows 分区。以下图表显示了该配置。该配置可让 BitLocker Drive Encryption 投入使用,并将 Windows RE 存储在隐藏的系统分区中。

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通过使用该配置,可以将系统工具(如 Windows BitLocker 驱动器加密 和 Windows RE)添加到自定义 Windows 安装。

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

参考:

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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