GUID Partition Table

Dans le domaine du matériel informatique, une table de partitionnement GUID, en anglais GUID Partition Table (GPT) est un standard pour décrire la table de partitionnement d'un disque dur. Bien qu'il fasse partie du standard EFI Extensible Firmware Interface (qu'Intel propose en remplacement du PC BIOS), il est aussi utilisé sur certains BIOS à cause des limitations de la table de partitionnement du MBR qui limite la taille des partitions à 2.2 To (2⁴¹ octets)^[1]. GPT gère les disques durs et partitions jusqu'à 9.4 Zo (2⁷³ octets)^[1],[2].

Le support de GPT parmi les principaux systèmes reste limité (voir OS et GPT).

Schémas illustrant la structure de la table de partition GUID. Sur cet exemple, chaque bloc logique (LBA) fait 512 octets, et chaque champs partition fait 128 octets. Les adresses LBA négatives indiquent la position à partir de la fin du volume, −1 étant le dernier bloc adressable.

Historique

La table de partitionnement du MBR, aujourd'hui très répandue, date du début des années 80. Dès la fin des années 90, les limitations qu'elle impose sont apparues trop contraignantes pour les matériels les plus modernes. Intel a alors développé un nouveau format de table de partitionnement, format qui fait partie de ce qui devint UEFI. La GPT étant un sous-ensemble des spécifications de UEFI^[3].

Caractéristiques

La table de partitionnement basée sur le MBR est situé dans le MBR lui-même, qui, dans le cas d'un système utilisant BIOS, contient aussi le programme de démarrage du système. Dans GPT, les informations concernant la table de partitionnement sont stockés dans un entête GPT, mais pour garantir une compatibilité (avec les logiciels parlant MBR mais pas GPT), GPT maintient une entrée MBR (dit protecteur) suivi de l'entête d'une partition primaire, le véritable début de la table de partitionnement.

Comme les MBR modernes, GPT utilise l'adressage logique des blocs (LBA) et non l'adressage historique Cylindre/Tête/Secteur (cylinder-head-sector, CHS). Les informations du MBR sont à l'adresse 0 (LBA 0), l'entête GPT se trouve à l'adresse 1 (LBA 1), et la table de partitionnement en elle-même suit à l'adresse 2 (LBA 2). Sur les versions 64-bit de Windows, le système d'exploitation réserve 16,384 octets (ou 32 secteurs) pour la GPT, le premier secteur utilisable du disque se trouve donc à l'adresse 34 (LBA 34).

Avertissement d'Apple ^[4]: « Il ne faut pas présupposer que la taille d'un bloc sera toujours de 512 octets. » Les périphériques de stockage moderne comme les SSD peuvent contenir des LBA de 1024 octets et certains disques magnéto-optiques (MO) utilisent des secteurs de 2048 octets (néanmoins les disques MO sont typiquement non-partitionnés). Les fabricants de disques durs envisagent de passer à des secteurs de 4096 octets. Début 2010 le premier à vendre de tels disques utilise un middleware qui peut donner l'illusion au système d'exploitation d'un disque de secteurs de 512 octets^[5].

Typiquement, les disques démarrant les Macintoshs sous processeurs Intel sont formatés avec une table de partitionnement GUID plutôt qu'avec l'Apple Partition Map (APM).

GPT offre aussi de la redondance en écrivant l'entête et la table de partitionnement, et au début, et à la fin du disque.

L'héritage du MBR (LBA 0)

Sur un disque MBR, le MBR se trouve à l'adresse 0 (LBA). Dans les spécifications de GPT, à cette même adresse se trouve une structure qui protège les disques GPT des écritures provenant d'utilitaires disques qui ne (re)connaissent pas les informations de GPT. Cette structure est appelé MBR protecteur (protective MBR). Ce MBR protecteur décrit une seule partition de type 0xEE qui recouvre tout le disque GPT. Si la taille du disque excède 2 To, correspondant à la taille maximum représentable avec une adresse (LBA) 32 bits et des blocs de 512 octets, le MBR protecteur décrit alors une partition de 2 To, ignorant le reste du disque. Les systèmes ou logiciels qui ne connaissent pas GPT voient le disque complètement plein ayant une seule partition d'un type inconnu et refusent de modifier le disque à moins d'effacer cette partition. Cela permet de minimiser les risques d’effacement accidentel. De plus sur les systèmes compatibles avec GPT, la moindre anomalie concernant le MBR protecteur (type non 0xEE ou encore la présence de plusieurs partitions) devrait empêcher la manipulation des informations concernant GPT.

Le MBR protecteur contient aussi le programme de démarrage (bootloader) utilisé par les systèmes BIOS (non-EFI) capables de démarrer sur de tels disques.

Emplacement de GPT

Pour éviter une confusion dans le vocabulaire, précisons ici que :

• GPT : signifiant Table de Partitionnement GUID, désigne l'ensemble entête et tableau des partitions ;
• Entête : désigne l'entête de GPT ;
• Tableau des partitions ou Tableau de descripteurs de partition : désigne la liste des descripteurs de chaque partition ((en)Partition Entry Array).

Comme l'indique le schéma, il y a deux GPT sur le disque dur, l'un primaire, l'autre secondaire (backup du premier). Le primaire se situe au début du disque alors que le secondaire se situe à la fin du disque, leurs structures entête/descripteurs étant inversées.

Structure globale du disque :

• MBR protecteur (début du disque dur)
• GPT primaire : entête
• GPT primaire : tableau de partitions

• Partitions : début de la partition 1
• ...
• Partitions : fin de la partition n

• GPT secondaire : tableau de partitions
• GPT secondaire : entête (fin du disque dur)

L'entête de GPT (LBA 1 et -1)

L'entête de GPT définit les blocs utilisables sur le disque ainsi que les nombres et la taille des descripteurs de la table de partitionnement. Sur les ordinateurs sous Windows Serveur 64-bit, 128 partitions peuvent être créées. Il y a 128 descripteurs réservés de 128 octets chacun. La spécification de EFI impose que la table de partitionnement fasse au moins 16384 octets ce qui laisse la place pour 128 descripteurs.

L'entête de GPT contient le GUID du disque (Globally Unique Identifier, Identifiant Globalement Unique). Il enregistre sa taille et son emplacement (toujours LBA 1 pour l'entête primaire) ainsi que la taille et l'emplacement de l'entête de GPT secondaire (le dernier secteur du disque pour l'entête primaire ; ces deux valeurs sont inversées pour l'entête secondaire). Il contient aussi deux checksums CRC32, l'un pour l'entête lui même, l'autre pour le tableau de partitions. Ils peuvent être vérifiés au démarrage par le firmware, par le programme de démarrage (bootloader) et/ou par le système d'exploitation. Lorsque un des checksums CRC32 de l'entête primaire est incorrect, le contenu du GPT secondaire sera recopié sur le GPT primaire, normalement sous contrôle de l'utilisateur ou de l'exploitant de la machine, avec enregistrement dans un journal d'évènements. Dans le cas où les deux GPT seraient invalides le disque devient inutilisable. À cause des CRC, les éditeurs hexadécimaux ne doivent pas être utilisé pour modifier le contenu du GPT, une telle modification rendant le CRC32 invalide.

Descripteurs de partitions ou éléments du Tableau des partitions (LBA 2 à 33 et -33 à -2)

GPT reste simple et directe pour décrire les partitions. Les 16 premiers octets désignent le type GUID de la partition. Par exemple, le GUID pour une partition EFI est {C12A7328-F81F-11D2-BA4B-00A0C93EC93B}. Les 16 octets suivants contient un GUID unique de la partition. Viennent ensuite 2x8 octets pour les adresses de début et de fin de la partition. Enfin de la place est allouée pour stocker les noms et attributs des partitions. Comme c'est le but et la nature même des GUID, il n'est nul besoin de registre central pour s'assurer de l'unicité des GUID des partitions.

Avertissement d'Apple : "Il ne faut pas coder en dur une taille de descripteur de 128 octets."^[6] Microsoft Technet dit que les attributs sont divisés en deux moitiés : les 4 premiers octets représentent des attributs indépendants des partitions, et les 4 octets suivants des attributs dépendants des partitions. Microsoft utilise les bits suivants en général.

Compatibilité des OS et GPT

Les MBR hybrides ne sont pas standard et peuvent être interprétés de différentes façons par différents OS^[8].

Le terme Aucun support sur cette architecture et version. doit être compris comme :

Non supporté en tant que disque de données^[9], seules les partitions trouvées dans le MBR protecteur sont accessible par l'OS.

Gère le partitionnement MBR dans le cas des disques amovibles.

Pas d'accès aux données pour les applications des utilisateurs. Les données brutes contenu dans les partitions GPT sont accessible via des outils d'administration disque de bas niveau fournis par des tiers. L'accès en lecture ou en écriture au système de fichiers peut être réalisé grâce à des logiciels tiers.

Les systèmes d'exploitations basés sur Unix

OS	Version/ Edition	Plateforme	Boot à partir de GPT sur un PC/BIOS	Boot à partir de GPT sur un EFI	Note
FreeBSD	Depuis 7.0	x86, x86-64	Oui	Oui	Dans le cas d'une configuration hybride, les identifiants de partition et GPT et MBR peuvent être utilisés conjointement.
Linux	La majorité des distributions Linux IA-64 et x86 Fedora 8+ and Ubuntu 8.04+[10]	x86-64, IA-64, x86	Oui	Oui	Certains outils comme fdisk ne gèrent pas GPT. Ils sont remplacés par de nouveaux outils comme gdisk[11], grub .96+ patches et grub2 pour gérer GPT.
Mac OS X	Depuis la 10.4.0 (certaines propriétés depuis la 10.4.6) [12]	x86, x86-64	Non	Oui
Solaris	Depuis Solaris 10	x86, x86-64, SPARC	Non (en cours)	Non (en cours)

Windows 32-bit

Il existe un problème, documenté^{[réf. souhaitée]}, concernant les versions précédentes^{[Lesquelles ?]} de Windows 32-bit, qui touche les disques durs de plus de deux teraoctets originellement partitionnés via GPT sous un Windows Server 64-bit^{[Lequel ?]} sur lequel les données écrites au delà de ses limites se retrouvaient écrites au début du disque dur détruisant ainsi les données utilisateurs, la structure du file system et même les informations du format du disque dur (NDT : the harddisk formatting information). Ceci était dû aux pilotes 32-bit des fabricants, et cela même malgré la bonne réputation de certains^{[Lesquels ?]}. Avec l'arrivée de Windows Vista et des mises à jour des pilotes compatibles avec les anciennes versions de l'OS, ce problème des deux teraoctets a plus ou moins disparu depuis 2006. Ce problème n'est pas vraiment du fait de GPT mais a suivi GPT puisque GPT est la seule manière de gérer plus de deux teraoctets d'espace sur un disque.

OS	Version/ Édition	Plateforme	Boot à partir de GPT sur un PC/BIOS	Boot à partir de GPT sur un EFI	Note
Windows XP	(2001-10-25)	x86	Non	Non	Aucun support sur cette architecture et version.
Windows Server 2003	(2003-04-24)	x86	Non	Non	Aucun support sur cette architecture et version.
Windows Server 2003	Service Pack 1 (2005-03-30)	x86	Non	Non	Disque Données (Data Disk) seulement [9] Le MBR a la priorité dans le cas d'une configuration hybride.
Windows Vista	(2006-07-22)	x86	Non	Non	Le MBR a la priorité dans le cas d'une configuration hybride.
Windows Server 2008	(2008-02-27)	x86	Non	Non	Le MBR a la priorité dans le cas d'une configuration hybride.
Windows 7	(2009-10-22)	x86	Non	Non	Le MBR a la priorité dans le cas d'une configuration hybride[8].

Windows 64-bit

La table ci-dessous énumère seulement^{[précision nécessaire]} les versions Windows 64-bit qui supportent GPT. Celles-ci sont les versions 64-bit pour les machines basées sur les processeurs IA-64, ayant donc un firmware EFI et supportant d'amorcer sur un disque avec GPT, ce dernier étant le choix de partitionnement par défaut. Les machines x64, avec processeurs x86-64 également dénommés AMD64, EM64T ou Intel64, dont le support de GPT était initialement limité, sont capables d'amorcer à partir d'un firmware UEFI depuis un disque GPT avec l'arrivée de Windows Server 2008 et le service pack 1 de Windows Vista.

Les soi-disant versions "Windows XP" listées ci-dessous sont en fait, techniquement, plus proches de la version de Windows Server mentionnée conjointement.

OS	Version/ Édition	Plateforme	Boot à partir de GPT sur PC/BIOS	Boot à partir de GPT sur EFI/UEFI	Note
Windows XP	64-bit (2001-10-25)	IA-64	Non	Oui	Le MBR a la priorité dans le cas d'une configuration hybride. Le mode de partitionnement par défaut est GPT. Gère seulement le partitionnement MBR dans le cas des disques amovibles.
Windows XP	64-bit, Version 2003 (2003-03-28) (version Workstation de Windows Server 2003 64-bit)	IA-64	Non	Oui	Le MBR a la priorité dans le cas d'une configuration hybride. Le mode de partitionnement par défaut est GPT. Gère seulement le partitionnement MBR dans le cas des disques amovibles.
Windows Server 2003	64-bit (2003-04-24)	IA-64	Non	Oui	Le MBR a la priorité dans le cas d'une configuration hybride. Le mode de partitionnement par défaut est GPT.[13]
Windows Server 2003	x64, Service Pack 1 (2005-04-25)	x86-64	Non	Non	Disque de données seulement[9]. Le MBR a la priorité dans le cas d'une configuration hybride.
Windows XP	Professional x64 (2005-04-25) (version Workstation Windows Server 2003 x64)	x86-64	Non	Non	Disque de données seulement[9]. Le MBR a la priorité dans le cas d'une configuration hybride.
Windows Vista	(2006-07-22)	x86-64	Non	Oui[réf. nécessaire]	Le MBR a la priorité dans le cas d'une configuration hybride.
Windows Server 2008 Windows Vista, Service Pack 1	(2008-02-27)	x86-64, IA-64	Non	Oui	Le MBR a la priorité dans le cas d'une configuration hybride.
Windows 7	(2009-10-22)	x86-64	Non	Oui	Le MBR a la priorité dans le cas d'une configuration hybride[8].
Windows Server 2008 R2	(2009-10-22) (version serveur de Windows 7)	x86-64, IA-64	Non	Oui	Le MBR a la priorité dans le cas d'une configuration hybride.

GUIDs des types de partition

1. ^a b  Linux et Windows utilisent le même GUID pour leur partition données respectives.
2. ^a b  Le GUID pour /usr sur Solaris est utilisé en tant que GUID générique sur ZFS par Mac OS X.
3. ^{^}  Les définitions sont sur src/sys/sys/disklabel_gpt.h. NetBSD a utilisé les GUIDs de FreeBSD avant de créer ses propres uniques GUIDs.

Articles connexes

• Master boot record
• GUID
• EFI
• Partition de disque dur

Liens externes

• Microsoft TechNet: Disk Sectors on GPT Disks
• Microsoft TechNet: Using GPT Drives on x86-64 Systems
• Apple Developer Connection: Secrets of the GPT
• Make the most of large drives with GPT and Linux
• GPT fdisk : Information on Hybrid GPT-MBR, Converting MBR and BSD disklabels to GPT and Booting from GPT disks
• Microsoft : FAQs on Using GPT disks in Windows
• A forum post describing steps to modify existing Windows x64 BIOS-MBR based installations to boot from UEFI-GPT

Références

• (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « GUID Partition Table » (voir la liste des auteurs)

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