Как выглядит GPT

Привет, %username%! Когда ты говоришь «разбить диск на разделы», за этим стоит вполне конкретная структура в нулевых секторах накопителя — и в современных машинах это почти всегда GPT, а не его легендарный предок MBR. Снаружи видны только /dev/sda1, /dev/nvme0n1p3 и буквы дисков, но если заглянуть внутрь — там аккуратный заголовок, таблица записей по 128 байт и вторая копия в самом хвосте диска «на случай чего».

В этой шпаргалке разберём по байтам, как устроен GPT-диск: какие поля где лежат, зачем нужны Protective MBR и backup-копия, и что со всем этим можно делать руками, когда «оно вдруг не грузится».

Что такое GPT и зачем он появился

GPT (GUID Partition Table) — современная схема разметки диска, часть спецификации UEFI. Пришла на смену MBR, у которого было два бесивших ограничения: максимум 4 первичных раздела и потолок в 2 ТБ из-за 32-битной адресации LBA. GPT сносит оба разом: 64-битная адресация (теоретически — до 9.4 ZB, на практике — сколько у тебя денег на диски) и 128 разделов «из коробки».

Ключевая идея GPT — избыточность и самопроверка. Заголовок и таблица разделов хранятся в двух копиях: одна в начале диска, вторая — в самом конце. Всё защищено CRC32. Первая копия побилась? Система спокойно прочитает вторую и пойдёт дальше, как будто ничего и не было.

Карта диска

Если смотреть «сверху вниз», GPT-диск выглядит так:

LBA 0          : Protective MBR              (1 сектор)
LBA 1          : Primary GPT Header          (1 сектор)
LBA 2..33      : Primary Partition Entries   (32 сектора, 128 записей × 128 байт)
LBA 34..N-34   : Сами разделы (данные)
LBA N-33..N-1  : Backup Partition Entries    (32 сектора)
LBA N          : Backup GPT Header           (последний сектор диска)

N — последний LBA на диске. Размер сектора — обычно 512 байт, на современных «Advanced Format / 4Kn» дисках — 4096. Это важно: вся арифметика смещений считается в секторах, и на 4Kn-диске массив записей займёт уже не 32 сектора, а 8.

Protective MBR (LBA 0)

Первый сектор — фейковый MBR. Нужен ровно для одного: чтобы старые утилиты, не знающие про GPT, увидели «занятый» диск с одним разделом типа 0xEE на весь объём и не предложили его «отформатировать как пустой». По сути это табличка «здесь уже что-то есть, не лезь».

Внутри — стандартная структура MBR, но с единственной осмысленной записью:

• Boot indicator: 0x00
• Starting CHS: 0x000200
• OS type: 0xEE (GPT Protective)
• Ending CHS: 0xFFFFFF
• Starting LBA: 0x00000001
• Size in LBA: 0xFFFFFFFF или фактический размер диска (если он меньше 2 ТиБ)

Primary GPT Header (LBA 1)

Это сердце разметки. Размер — 92 байта (остальное в секторе — нули). Структура:

Два CRC — отдельная проверка для самого заголовка и отдельная для массива записей. Если хоть один не сходится — UEFI идёт за резервной копией. Никаких «оно как-то загрузилось со сбойной таблицей» — либо всё чисто, либо берём backup.

Partition Entry (запись о разделе)

Каждая запись занимает 128 байт. По умолчанию таблица содержит 128 записей → 16 КБ на массив. Это и есть тот самый «лимит в 128 разделов из коробки» — чисто административное ограничение, в спеке его можно поднять.

Если запись «пустая» — PartitionTypeGUID равен нулям. Никаких флажков «эта запись валидна» — нули в типе и есть «меня нет».

Известные PartitionTypeGUID

Запоминать их наизусть смысла нет, но в /etc/fstab или в выводе gdisk они мелькают регулярно:

• C12A7328-F81F-11D2-BA4B-00A0C93EC93B — EFI System Partition (ESP), та самая, с которой грузится UEFI
• 0FC63DAF-8483-4772-8E79-3D69D8477DE4 — Linux filesystem
• E6D6D379-F507-44C2-A23C-238F2A3DF928 — Linux LVM
• 0657FD6D-A4AB-43C4-84E5-0933C84B4F4F — Linux swap
• EBD0A0A2-B9E5-4433-87C0-68B6B72699C7 — Microsoft Basic Data (под этим GUID живут и NTFS, и exFAT, и FAT32 — ОС определяет уже по сигнатуре ФС)
• 48465300-0000-11AA-AA11-00306543ECAC — Apple HFS+
• 7C3457EF-0000-11AA-AA11-00306543ECAC — Apple APFS

Атрибуты (биты)

• Bit 0 — Required Partition. Системный раздел платформы, руками не трогаем
• Bit 1 — No Block IO Protocol. UEFI не выдаёт обработчик блочного I/O
• Bit 2 — Legacy BIOS Bootable. Рудимент для совместимости
• Биты 48–63 — определяются конкретным типом раздела. Например, для Microsoft Basic Data: 60 — read-only, 62 — hidden, 63 — no drive letter (тот самый трюк, которым Windows прячет свой recovery-раздел)

Backup GPT (хвост диска)

В последних 33 секторах диска лежат те же структуры, но в обратном порядке: сначала backup partition entries, потом backup header. У backup header MyLBA указывает на последний сектор, AlternateLBA — обратно на 1.

Это спасает в классической ситуации «кто-то умный сделал dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=512 count=1 и пошёл пить чай». Primary улетел, диск превратился в кирпич — но gdisk спокойно увидит backup в конце и предложит восстановить начало. С MBR такой фокус не пройдёт: там единственная копия, и затёртый сектор 0 = всё, грузиться нечем.

Что с этим делать на практике

• Посмотреть разметку: gdisk -l /dev/sda, parted /dev/sda print, lsblk -o NAME,PARTUUID,PARTLABEL,PARTTYPE
• Сырой дамп заголовка: dd if=/dev/sda bs=512 count=1 skip=1 | hexdump -C — увидишь EFI PART в первых байтах, дальше поля по таблице выше
• PARTUUID vs UUID — частая путаница. PARTUUID — это UniquePartitionGUID из GPT-записи, живёт в самой разметке. UUID — внутри файловой системы. В /etc/fstab для смонтированных ФС обычно используют UUID, а для raw-разделов или swap иногда удобнее PARTUUID (он не меняется при mkfs)
• Восстановить primary из backup: sgdisk --backup=... / sgdisk --load-backup=..., или интерактивно gdisk → recovery and transformation options → дальше по подсказкам

Чем GPT лучше MBR

• 64-битные LBA → разделы и диски больше 2 ТиБ
• 128 разделов «из коробки», без всех этих primary/extended/logical костылей
• CRC32 на заголовок и таблицу → повреждение детектируется, а не «молча работает с битой таблицей»
• Резервная копия в конце диска — спасение в 90% случаев «затёр начало»
• У каждого раздела есть свой GUID и читаемое имя. Можно ссылаться по PARTUUID/PARTLABEL, а не по /dev/sdaX, который меняется при перетыкании дисков и переименовании контроллера
• Часть UEFI-стека: ESP с типом C12A7328-... — стандартный способ грузиться, без танцев с активным разделом

Тонкие места, на которых легко споткнуться

• Гибридные MBR (например, старые Mac с Boot Camp) — это хак: внутри Protective MBR сделали реальные записи, дублирующие GPT. Опасно ровно тем, что рассинхрон между двумя таблицами ломает загрузчик. По возможности — не использовать
• 4Kn-диски: ещё раз напомню, что вся арифметика в секторах. На 4Kn таблица записей занимает 8 секторов вместо 32. Утилиты обычно справляются сами, но если правишь руками — проверь размер сектора через blockdev --getss /dev/sda
• CRC ≠ подпись: GPT защищает от случайных битфлипов, но не от целенаправленной модификации. Кто угодно может пересчитать CRC после правки — это не криптография
• sgdisk -Z обнуляет обе копии разом. Если потом окажется, что данные ещё были нужны — восстановления через backup уже нет, придётся идти к testdisk и молиться
• Resize и LastUsableLBA: после dd-клона на больший диск backup останется на старом месте, а LastUsableLBA будет указывать в середину нового диска. sgdisk -e /dev/sda переносит backup в конец и обновляет поля

На этом всё. Ничего магического в GPT нет — обычная структура данных, которую можно прочитать dd | hexdump. Зато когда снова придётся вытаскивать систему из «оно не грузится», понимать, что именно лежит в первых 33 секторах диска, очень помогает.

Если у тебя есть вопросы, комментарии и/или замечания – заходи в чат, а так же подписывайся на канал.

О способах отблагодарить автора можно почитать на странице “Донаты”.