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GPT（GUID 分区表） 分区方案在结构、功能以及与引导加载程序和系统引导的交互方式方面与 MBR（主引导记录） 方案有很大不同。让我们比较一下这两者，并了解 GPT 在系统引导环境中的工作原理，尤其是对于双引导场景。

1. GPT 和 MBR 分区方案之间的差异：

方面 MBR GPT
分区表大小 64 字节（限制为 4 个主分区） 将多个分区存储在更大的表中
分区数 最多 4 个主分区（或 3 个主分区 + 1 个带逻辑分区的扩展分区） 默认支持最多 128 个分区（可以添加更多分区）
磁盘大小支持 最大 2 TB 支持大于 2 TB 的磁盘（最多 9.4 ZB）
引导代码 包含 446 字节的引导加载程序代码（主引导代码） GPT 不以相同的方式存储引导加载程序。引导加载程序存储在 EFI 系统分区 (ESP) 中
冗余 无冗余，分区表仅存储在磁盘的开头 GPT 存储分区表的多个副本以实现冗余（一个在开头，一个在磁盘的末尾）
损坏恢复 更容易损坏；没有自动恢复 更强大，可以使用备份表从损坏中恢复
兼容性 适用于旧式 BIOS 启动模式 专为 UEFI 设计，但可以模拟 MBR 以实现向后兼容（通过“保护性 MBR”）

2. 使用 GPT 启动：

使用 GPT 启动与 MBR 不同，因为 UEFI（统一可扩展固件接口） 是传统 BIOS 的现代替代品。让我们来探索一下启动差异：

使用 GPT 和 UEFI 启动：

  • EFI 系统分区 (ESP)：
  • 在使用 UEFI 的基于 GPT 的系统中，引导加载程序存储在称为 EFI 系统分区 (ESP) 的特殊分区中。
  • ESP 包含各种操作系统的引导加载程序文件。这些引导加载程序文件采用 EFI 可执行文件 (. efi) 的形式（可以用 c语言 来写），UEFI 可以直接加载。

  • 您安装的每个操作系统都可以将其自己的引导加载程序放置在 ESP 中。例如，GRUB 可能位于 /EFI/grub 中，而 Windows 启动管理器位于 /EFI/Microsoft/Boot 中。

  • 没有主引导记录 (MBR) 代码：

  • 与 MBR 不同，GPT 中没有单个“主引导代码”。相反，UEFI 根据引导顺序设置或用户输入（通过引导菜单 grub）从 ESP 加载适当的引导加载程序。

  • 引导管理器：
  • UEFI 本身可以充当基本引导管理器。它可以提供一个菜单（取决于 uefi 的固件支不支持），列出存储在 ESP 中的可用操作系统或引导加载程序。这允许您选择从哪个操作系统引导，而无需单独的引导管理器（如 GRUB）。
  • 但是，对于更复杂的设置（例如，使用 Linux 和 Windows 双引导），仍然可以安装 GRUB 或其他引导管理器以提供更多灵活性（例如，自定义引导选项、在不同的 Linux 内核之间进行选择等）。

使用 GPT 和传统 BIOS（CSM 模式）启动：

  • 兼容性支持模块 (CSM)：
  • 一些支持 UEFI 的系统还提供兼容性支持模块 (CSM)，允许它们在传统 BIOS 模式下启动。
  • 如果您使用的是 GPT 磁盘，但想要在传统 BIOS 模式下启动，则可以将系统配置为通过 CSM 模拟 BIOS。在这种情况下，您可能需要“保护性 MBR”以避免与不理解 GPT 的旧工具发生兼容性问题。
  • 但是，使用 GPT 在传统模式下启动通常不太常见，并且不是 GPT 的预期设计，GPT 旨在与 UEFI 配合使用。

3. 使用 GPT 进行双启动：

在使用 GPT 的双启动场景中，所涉及的过程和工具与基于 MBR 的系统略有不同：

  • 安装多个操作系统：

  • 两个操作系统（例如 Linux 和 Windows）都将其引导加载程序文件放在 EFI 系统分区 (ESP) 中。每个操作系统都会在 ESP 中创建一个目录来存储其引导加载程序。

  • UEFI 启动菜单：

  • UEFI 可以识别 ESP 中的多个引导加载程序条目，并且通常提供基本启动菜单。您可以在启动期间按下某个键（通常是 F 12、ESC 或根据制造商的不同而不同的其他键）来访问该菜单，以手动选择要加载哪个引导加载程序（例如 Windows 启动管理器、GRUB）。

  • GPT 上的 GRUB：
  • 如果您在具有 UEFI 的 GPT 磁盘上安装 GRUB，它仍将用作启动管理器，允许您在多个操作系统之间进行选择。GRUB 将检测 Windows 启动管理器和其他可启动条目，并在其启动菜单中显示它们。

  • GRUB 的引导加载程序安装在 EFI 系统中分区（不在 MBR 中，因为 GPT 不使用 MBR 引导代码），UEFI 将从 ESP 加载 GRUB。

  • 没有 GRUB？：
  • 如果您不安装 GRUB 或任何其他引导管理器，UEFI 将从 ESP 启动默认操作系统引导加载程序（例如，Windows 引导管理器）。如果只有一个操作系统的引导加载程序存在或配置为默认，则不会有任何引导菜单，系统将直接启动到该操作系统。

4. MBR 和 GPT 之间双引导设置的主要区别：

  • MBR：
  • 引导加载程序存储在 MBR 中。
  • 有限的分区支持。

  • 需要在 MBR 中安装 GRUB（或其他引导管理器）以提供双引导系统的引导菜单。

  • GPT：
  • 引导加载程序存储在 EFI 系统分区中。
  • 没有像 MBR 中的单个“主引导代码”； UEFI 直接从 ESP 加载引导加载程序。
  • 如果 ESP 中存在多个引导加载程序，UEFI 可以提供基本启动菜单，但可以安装 GRUB 或其他启动管理器以实现更高级的控制。
  • 支持更多分区和更大的磁盘大小。

摘要：

  • MBR 依赖于主引导记录中的单个引导加载程序，并支持有限的分区和较小的磁盘大小。
  • GPT 专为 UEFI 系统设计，使用 EFI 系统分区 (ESP) 来存储多个引导加载程序，并允许使用许多分区和更大的磁盘进行灵活的启动管理。
  • 使用 GPT，UEFI 可以提供启动菜单以在不同的操作系统之间进行选择（如果已配置），但更高级的启动管理（如 GRUB）仍可用于复杂的双启动设置。