分区表基础：MBR与GPT分区表的结构与区别

做嵌入式固件开发，绕不开分区表。你想想看，Bootloader 要找到内核、文件系统、设备树，靠的就是分区表。我刚开始做这块时，总觉得分区表就是存几个地址偏移，后来踩了坑才明白——分区表选不对，整个启动流程都可能翻车。

今天咱们就聊聊两种主流分区表：MBR 和 GPT。我会结合自己项目里的实际经验，把它们的结构、区别、标识符和对齐规则讲清楚。

MBR 分区表：老将的坚守与局限

MBR（Master Boot Record）诞生于上世纪 80 年代，至今仍在大量嵌入式设备中使用。它的结构其实很简单：

• 引导代码区（446 字节）：存放第一阶段 Bootloader
• 分区表（64 字节）：4 个分区表项，每项 16 字节
• 结束标志（2 字节）：0x55AA

每个分区表项的结构是这样的：

typedef struct {
    uint8_t  status;        // 0x80 表示可引导
    uint8_t  chs_first[3];  // 起始 CHS 地址
    uint8_t  type;          // 分区类型标识符
    uint8_t  chs_last[3];   // 结束 CHS 地址
    uint32_t lba_first;     // 起始 LBA 地址
    uint32_t sector_count;  // 扇区数
} __attribute__((packed)) mbr_part_entry_t;

这里有个关键点：LBA 地址是 32 位的。这意味着最大只能寻址 2^32 个扇区，按 512 字节/扇区算，就是 2TB。我在一个老项目里遇到过，客户拿了个 3TB 的硬盘，MBR 分区表死活认不全——这就是它的硬伤。

GPT 分区表：现代标准，大势所趋

GPT（GUID Partition Table）是 UEFI 规范的一部分，解决了 MBR 的诸多限制。它的结构更复杂，但更灵活：

• 保护 MBR（LBA 0）：防止老工具误识别
• GPT 头部（LBA 1）：描述分区表本身的信息
• 分区表项（LBA 2~33）：默认 128 个分区表项，每项 128 字节
• 备份区（磁盘末尾）：头部和分区表的备份

每个 GPT 分区表项的结构：

typedef struct {
    uint8_t  type_guid[16];   // 分区类型 GUID
    uint8_t  part_guid[16];   // 分区唯一 GUID
    uint64_t lba_first;       // 起始 LBA（64 位）
    uint64_t lba_last;        // 结束 LBA（64 位）
    uint64_t attributes;      // 属性标志
    uint16_t name[36];        // 分区名称（UTF-16LE）
} __attribute__((packed)) gpt_part_entry_t;

你看，LBA 地址变成了 64 位，理论上可以支持 8ZB 的磁盘。分区类型用 16 字节的 GUID 标识，再也不用担心冲突了。我个人习惯在项目里用 GPT，尤其是做嵌入式 Linux 或 Android 系统时，分区数量多、类型复杂，GPT 的灵活性就体现出来了。

分区类型标识符：别搞混了

做 Bootloader 开发，分区类型标识符是必须掌握的。我整理了一份常用对照表：

我曾经在一个项目里，把 FAT32 分区误标成了 0x83，结果 Bootloader 读不到 boot.img，卡在启动界面半天。排查到最后才发现是分区类型写错了——这种低级错误，真的很坑。

分区对齐：性能的关键

分区对齐，说白了就是让分区的起始地址是某个值的整数倍。为什么需要对齐？因为存储介质的物理特性。

以 NAND Flash 为例，它的读写单位是页（Page），擦除单位是块（Block）。如果分区起始地址不对齐到页边界，读写时就会跨页操作，性能直接腰斩。我测过一组数据：

差距很明显吧？所以现在主流做法是 1MB 对齐。为什么是 1MB？因为 1MB 是 2048 个 512 字节扇区，能兼容绝大多数 Flash 的页大小（4KB、8KB、16KB）和块大小（128KB、256KB、512KB）。

MBR vs GPT：怎么选？

我总结了一个选择原则：

• 选 MBR：磁盘小于 2TB，分区不超过 4 个，需要兼容老 Bootloader（比如某些 U-Boot 版本）
• 选 GPT：磁盘大于 2TB，分区超过 4 个，需要 CRC 校验和备份保护

不过说实话，现在新项目我基本都用 GPT。哪怕磁盘只有 1GB，GPT 的灵活性和安全性也值得。唯一要注意的是，有些老 Bootloader 不支持 GPT，需要额外加补丁。

知识体系总览

下面这张图，把 MBR 和 GPT 的核心结构、区别、对齐要求串起来了。你可以把它当作本章的思维导图：