Modes de partitionnement MBR et GPT

Mise à jour : Debian Buster 10.0

Le partitionnement comprend deux aspects principaux :

• La définition du type de partitionnement, d'où découle la création de la table de partition, c'est cet aspect qui est traité ici
  

• La création des partitions : voir Création & gestion des partitions

Parmi les différents types de partitionnement, deux sont présentés

• le partitionnement historique DOS/MBR
  
• le partitionnement GPT compatible avec la méthode d'amorçage UEFI

Sommaire

1 - Précautions

Le partitionnement a pour effet de créer ou modifier la table de partition et son contenu. Il n'a pas pour effet de modifier le contenu des partitions. Toutefois, l'écrasement ou la modification malheureuse de la table de partition a pour effet de rendre inaccessible l'accès aux données.

Il est donc fortement recommandé avant toute opération portant sur la table de partition :

• de sauvegarder les données
  

• d'identifier correctement les unités de disque ou les partitions à modifier

Dans ce qui suit, le périphérique de stockage est supposé être une clé USB ayant pour identifiant /dev/sdb

2 - Unités & conversions

Les tailles mémoires peuvent être indiquées en faisant référence à différentes unités : secteur, puissance de 2 ou puissance de 10. Les équivalences sont rappelées ci-dessous

# Puissance de 10
1KB  = 10^^3 Octets
1MB  = 10^^6 Octets
1GB  = 10^^9 Octets

# Puissance de 2 et  équivalence puissance de 10
1KiB = 2^^10 Octets      = 1,024 KB
1MiB = 2^^20 Octets         env 1,048 MB
1GiB = 2^^30 Octets    env 1,074 GB

1 secteur = généralement 512 Octets

3 - Présention

3.1 - Partitionnement DOS/MBR

• Le MBR (Master Boot Record) est situé en début de disque et occupe le premier secteur (512 octets), entre les adresses hexadécimales 0x000 et 0x1FF (inclues)
  
• Il contient
  
• éventuellement un chargeur d'amorçage (entre 0x000 et 0x1BD, soit 446 octets)
• une table de partitions (entre 0x1BE et 0x1FD soit 4 x 16 octets)
  
• une signature MBR : 0x55 0xaa (dans les deux derniers octets du secteur aux adresses 0x1FE et 0x 1FF)
• La table de partitions peut contenir jusqu'à 4 entrées (description de partitions), l'une des partitions pouvant-être une partition étendue
• La partition étendue peut contenir jusqu'à xx partitions logiques et inclut la table des partitions logiques
  
• L'adressage maximum est 2,2 TB
• Il est recommandé de laisser disponible, après le MBR, les 2047 secteur suivants, soit un peu moins de 1MiB, pour permettre aux chargeurs d'amorçage tels que Grub d'installer des images complémentaires

• Exemple de MBR ( installateur debian):
  

$ sudo dd if=/dev/sdb bs=512 count=1 |hexdump -C
1+0 enregistrements lus
1+0 enregistrements écrits
512 octets copiés, 0,00114109 s, 449 kB/s
00000000  45 52 08 00 00 00 90 90  00 00 00 00 00 00 00 00  |ER..............|
00000010  00 00 00 00 00 00 00 00  00 00 00 00 00 00 00 00  |................|
00000020  33 ed fa 8e d5 bc 00 7c  fb fc 66 31 db 66 31 c9  |3......|..f1.f1.|
00000030  66 53 66 51 06 57 8e dd  8e c5 52 be 00 7c bf 00  |fSfQ.W....R..|..|
00000040  06 b9 00 01 f3 a5 ea 4b  06 00 00 52 b4 41 bb aa  |.......K...R.A..|
00000050  55 31 c9 30 f6 f9 cd 13  72 16 81 fb 55 aa 75 10  |U1.0....r...U.u.|
00000060  83 e1 01 74 0b 66 c7 06  f3 06 b4 42 eb 15 eb 02  |...t.f.....B....|
00000070  31 c9 5a 51 b4 08 cd 13  5b 0f b6 c6 40 50 83 e1  |1.ZQ....[...@P..|
00000080  3f 51 f7 e1 53 52 50 bb  00 7c b9 04 00 66 a1 b0  |?Q..SRP..|...f..|
00000090  07 e8 44 00 0f 82 80 00  66 40 80 c7 02 e2 f2 66  |..D.....f@.....f|
000000a0  81 3e 40 7c fb c0 78 70  75 09 fa bc ec 7b ea 44  |.>@|..xpu....{.D|
000000b0  7c 00 00 e8 83 00 69 73  6f 6c 69 6e 75 78 2e 62  ||.....isolinux.b|
000000c0  69 6e 20 6d 69 73 73 69  6e 67 20 6f 72 20 63 6f  |in missing or co|
000000d0  72 72 75 70 74 2e 0d 0a  66 60 66 31 d2 66 03 06  |rrupt...f`f1.f..|
000000e0  f8 7b 66 13 16 fc 7b 66  52 66 50 06 53 6a 01 6a  |.{f...{fRfP.Sj.j|
000000f0  10 89 e6 66 f7 36 e8 7b  c0 e4 06 88 e1 88 c5 92  |...f.6.{........|
00000100  f6 36 ee 7b 88 c6 08 e1  41 b8 01 02 8a 16 f2 7b  |.6.{....A......{|
00000110  cd 13 8d 64 10 66 61 c3  e8 1e 00 4f 70 65 72 61  |...d.fa....Opera|
00000120  74 69 6e 67 20 73 79 73  74 65 6d 20 6c 6f 61 64  |ting system load|
00000130  20 65 72 72 6f 72 2e 0d  0a 5e ac b4 0e 8a 3e 62  | error...^....>b|
00000140  04 b3 07 cd 10 3c 0a 75  f1 cd 18 f4 eb fd 00 00  |.....<.u........|
00000150  00 00 00 00 00 00 00 00  00 00 00 00 00 00 00 00  |................|
*
000001b0  e4 25 00 00 00 00 00 00  23 73 7e 30 00 00 80 00  |.%......#s~0....|
000001c0  01 00 00 3f 60 76 00 00  00 00 00 b8 0b 00 00 fe  |...?`v..........|
000001d0  ff ff ef fe ff ff c4 0f  00 00 20 16 00 00 00 00  |.......... .....|
000001e0  00 00 00 00 00 00 00 00  00 00 00 00 00 00 00 00  |................|
000001f0  00 00 00 00 00 00 00 00  00 00 00 00 00 00 55 aa  |..............U.|
00000200

On remarque

• En fin de secteur, aux adresses 1FE et 1FF, la signature d'une MBR : 0x55 0xaa
• Les chaines de caractère isolinux et les messages d'erreur de chargement d'os laissant présumer que le logiciel d'amorçage de la MBR est isolinux

3.2 - Partitionnement GPT

3.2.1 Caractéristiques résumées

Table de partition type GPT (GUID Partition Table)

• La table de partition est située en début de disque après le secteur du MBR : elle occupe 33 secteurs de 512 octets : du secteur 2 au secteur 34 (compris)
• le premier secteur est l'en-têtedu GPT, il débute par les caractères ascii "EFI PART"
  
• les 32 secteurs suivants, contiennent les 128 entrées de partition possibles, à raison de 4 entrées par secteur
• Une copie de la table est située en fin de disque :
  
• une copie de l'en-tête du GPT est située dans le dernier secteur du disque
• les 32 secteurs précédents sont une copie des entrées (dans le même
• L'adressage maximum est de 18 ExaBytes
• Il est recommandé de démarrer la première partition au delà des 2048 premiers secteurs, c'est à dire à partir de 1 MiB
• L'alignement recommandé (pour le début des partitions) est au minimum un multiple de 8 secteurs, soit 4KiB, ou mieux 1MiB
• Exemple de GPT primaire (à partir de 0x200)
  

$ sudo dd if=/dev/sda bs=512 count=34 |hexdump -C
....
000001f0  00 00 00 00 00 00 00 00  00 00 00 00 00 00 55 aa  |..............U.|
00000200  45 46 49 20 50 41 52 54  00 00 01 00 5c 00 00 00  |EFI PART....\...|
00000210  41 b8 12 b8 00 00 00 00  01 00 00 00 00 00 00 00  |A...............|
00000220  af 36 e4 37 00 00 00 00  22 00 00 00 00 00 00 00  |.6.7....".......|
00000230  8e 36 e4 37 00 00 00 00  a0 86 af 6b da 3b 0e 44  |.6.7.......k.;.D|
00000240  ae fd f5 51 d1 20 fb e4  02 00 00 00 00 00 00 00  |...Q. ..........|
00000250  80 00 00 00 80 00 00 00  52 d7 3d bf 00 00 00 00  |........R.=.....|
00000260  00 00 00 00 00 00 00 00  00 00 00 00 00 00 00 00  |................|
*
00000400  af 3d c6 0f 83 84 72 47  8e 79 3d 69 d8 47 7d e4  |.=....rG.y=i.G}.|
00000410  5e a2 5c 15 de b6 bd 44  b5 17 42 84 42 7f ca f0  |^.\....D..B.B...|
00000420  00 00 20 00 00 00 00 00  ff ff ff 31 00 00 00 00  |.. ........1....|
00000430  00 00 00 00 00 00 00 00  64 00 61 00 74 00 61 00  |........d.a.t.a.|
00000440  00 00 20 00 66 00 69 00  6c 00 65 00 73 00 79 00  |.. .f.i.l.e.s.y.|
00000450  73 00 74 00 65 00 6d 00  00 00 00 00 00 00 00 00  |s.t.e.m.........|
00000460  
*
00000480  af 3d c6 0f 83 84 72 47  8e 79 3d 69 d8 47 7d e4  |.=....rG.y=i.G}.|
00000490  b1 24 a1 d6 91 3d 6b 4a  81 ad 48 e5 af 37 97 bb  |.$...=kJ..H..7..|
000004a0  00 00 00 32 00 00 00 00  ff ff 7f 34 00 00 00 00  |...2.......4....|
000004b0  00 00 00 00 00 00 00 00  70 00 65 00 72 00 73 00  |........p.e.r.s.|
000004c0  6f 00 00 00 00 00 00 00  00 00 00 00 00 00 00 00  |o...............|
000004d0  00 00 00 00 00 00 00 00  00 00 00 00 00 00 00 00  |................|
*
00004400

• On remarque les trois blocs de 128 octets
• le premier contient l'en-tête et démarre avec EFI PART
• les deux suivants correspondent aux deux partitions (nommées data et perso)
  
• Exemple de GPT secondaire (fin de disque)
• Le disque comprend 937703088 secteurs

$ sudo parted /dev/sda unit s print
...
Disk /dev/sda: 937703088s
Sector size (logical/physical): 512B/512B
....

• Affichage des 33 derniers secteurs

$ sudo dd if=/dev/sda count=33 bs=512 skip=937703055 status=none|hexdump -C
00000000  af 3d c6 0f 83 84 72 47  8e 79 3d 69 d8 47 7d e4  |.=....rG.y=i.G}.|
00000010  5e a2 5c 15 de b6 bd 44  b5 17 42 84 42 7f ca f0  |^.\....D..B.B...|
00000020  00 00 20 00 00 00 00 00  ff ff ff 31 00 00 00 00  |.. ........1....|
00000030  00 00 00 00 00 00 00 00  64 00 61 00 74 00 61 00  |........d.a.t.a.|
00000040  00 00 20 00 66 00 69 00  6c 00 65 00 73 00 79 00  |.. .f.i.l.e.s.y.|
00000050  73 00 74 00 65 00 6d 00  00 00 00 00 00 00 00 00  |s.t.e.m.........|
00000060  00 00 00 00 00 00 00 00  00 00 00 00 00 00 00 00  |................|
*
00000080  af 3d c6 0f 83 84 72 47  8e 79 3d 69 d8 47 7d e4  |.=....rG.y=i.G}.|
00000090  b1 24 a1 d6 91 3d 6b 4a  81 ad 48 e5 af 37 97 bb  |.$...=kJ..H..7..|
000000a0  00 00 00 32 00 00 00 00  ff ff 7f 34 00 00 00 00  |...2.......4....|
000000b0  00 00 00 00 00 00 00 00  70 00 65 00 72 00 73 00  |........p.e.r.s.|
000000c0  6f 00 00 00 00 00 00 00  00 00 00 00 00 00 00 00  |o...............|
000000d0  00 00 00 00 00 00 00 00  00 00 00 00 00 00 00 00  |................|
*
00004000  45 46 49 20 50 41 52 54  00 00 01 00 5c 00 00 00  |EFI PART....\...|
00004010  49 46 0f 83 00 00 00 00  af 36 e4 37 00 00 00 00  |IF.......6.7....|
00004020  01 00 00 00 00 00 00 00  22 00 00 00 00 00 00 00  |........".......|
00004030  8e 36 e4 37 00 00 00 00  a0 86 af 6b da 3b 0e 44  |.6.7.......k.;.D|
00004040  ae fd f5 51 d1 20 fb e4  8f 36 e4 37 00 00 00 00  |...Q. ...6.7....|
00004050  80 00 00 00 80 00 00 00  52 d7 3d bf 00 00 00 00  |........R.=.....|
00004060  00 00 00 00 00 00 00 00  00 00 00 00 00 00 00 00  |................|
*
00004200

• On reconnaît les 3 blocs, correspondant aux deux partitions puis à l'en-tête GPT
  

3.2.2 MBR de protection

Lorsqu'un disque est partitionné GPT, pour éviter qu'un système ne reconnaissant pas le Partitionnement GTP, n'écrive dans la GPT, une table de partitionnement de protection est créée dans le MBR. Elle indique la présence d'une partition unique recouvrant tout le disque (aille maximum 2TB) de type GPT 0xee)

• La commande gdisk indique la présence du MBR de protection :
  

$ sudo gdisk -l /dev/sda
GPT fdisk (gdisk) version 1.0.3

Partition table scan:
  MBR: protective
  BSD: not present
  APM: not present
  GPT: present

Found valid GPT with protective MBR; using GPT.
.....

• Le contenu de la table de partition (entre 0x1BE et 0x1F), montre effectivement la présence d'une seule partition (entre 0x1be et 0x 1cd) et la signature du MBR
  

$ sudo dd if=/dev/sda  bs=512 count=1 | hexdump -C
.....
000001a0  64 00 20 45 72 72 6f 72  0d 0a 00 bb 01 00 b4 0e  |d. Error........|
000001b0  cd 10 ac 3c 00 75 f4 c3  00 00 00 00 00 00 00 00  |...<.u..........|
000001c0  02 00 ee ff ff ff 01 00  00 00 af 36 e4 37 00 00  |...........6.7..|
000001d0  00 00 00 00 00 00 00 00  00 00 00 00 00 00 00 00  |................|
*
000001f0  00 00 00 00 00 00 00 00  00 00 00 00 00 00 55 aa  |..............U.|
00000200

• Si l'on réalise une copie du début du disque :
  

$ sudo dd if=/dev/sda  bs=512 count=100 of=disk.img

fdisk détecte une erreur de GPT et utilise le MBR

$ sudo fdisk -l disk.img 
Mauvaise concordance des tailles de partition du secteur d'amorçage GPT (937703087 != 99), elles seront corrigées par l'écriture.
Disque disk.img : 50 KiB, 51200 octets, 100 secteurs
Unités : secteur de 1 × 512 = 512 octets
Taille de secteur (logique / physique) : 512 octets / 512 octets
taille d'E/S (minimale / optimale) : 512 octets / 512 octets
Type d'étiquette de disque : dos
Identifiant de disque : 0x00000000

Périphérique Amorçage Début Fin Secteurs Taille Id Type
disk.img1                 1  99       99  49,5K ee GPT

Une partition unique disk.img1 est reconnue, qui occupe tout le disque

3.3 - Partitionnement hybride

• Les fichiers iso 9660 des distributions debian sont destinés à la production par recopie de disques et de cdrom d'installation, utilisables sur des plate-formes variées : Dos/MBR, UEFI, MAC. Ils possèdent simultanément des partitionnement DOS/MBR, GPT, MAC et un format ISO 9660.
  

• Selon l'outil utilisé (parted, gdisk, fdisk, ...), ils pourront être détectés selon l'un ou l'autre des partitionnements
• parted reconnaît et utilise le partitionnement MAC
  

$ sudo parted debian.iso print
....
Warning: The driver descriptor says the physical block size is 2048 bytes, but Linux says it is 512
bytes.
....
Partition Table: mac
...
Number  Start   End     Size    File system  Name   Flags
 1      2048B   6143B   4096B                Apple
 2      2066kB  4966kB  2900kB               EFI

• gdisk reconnaît et propose le choix entre le partitionnement MBR et GPT
  

$ sudo gdisk debian.iso -l
GPT fdisk (gdisk) version 1.0.3

Partition table scan:
  MBR: MBR only
  BSD: not present
  APM: not present
  GPT: present

Found valid MBR and GPT. Which do you want to use?
 1 - MBR
 2 - GPT
 3 - Create blank GPT

Your answer: 

• fdisk reconnaît et utilise le partitionnement dos
  

$ sudo fdisk debian.iso -l
....
Type d'étiquette de disque : dos
.....
Périphérique                       Amorçage Début    Fin Secteurs Taille Id Type
firmware-10.0.0-amd64-netinst.iso1 *            0 767999   768000   375M  0 Vide
firmware-10.0.0-amd64-netinst.iso2           4036   9699     5664   2,8M ef EFI (FAT-12/16/32)

3.4 - Détection rapide du type de partitionnement

• La commande wipefs affiche les différentes tables de partitionnement présentes. Attention à ne pas utiliser d'option autre que -n (not) au risque d'effacer les marques de partitionnement
• Exemple d'un partitionnement GPT avec MBR protective

$ sudo wipefs -n /dev/sdb
DEVICE OFFSET      TYPE UUID LABEL
sdb    0x200       gpt       
sdb    0x3b5fffe00 gpt       
sdb    0x1fe       PMBR      

• Exemple d'un partitionnement hybride compatible disque et cdrom

$ sudo wipefs -n /dev/sdb
DEVICE OFFSET      TYPE    UUID                   LABEL
sdc    0x8001      iso9660 2019-07-06-10-25-23-00 Debian 10.0.0 amd64 n
sdc    0x1fe       dos                            
sdc    0x200       gpt                            
sdc    0x3b5fffe00 gpt                            
sdc    0x0         mac               

4 - Partitionnement

Dans ce qui suit, on suppose que le périphérique de stockage à partitionner est attaché en /dev/sdb

4.1 - Création

• Suppression éventuelle des signatures et du partitionnent existant (mbr, gpt, ...)
  

$ sudo wipefs -a /dev/sdb
$ sudo sgdisk -Z /dev/sdb

• Création partitionnement type mbr : avec parted ou avec sdisk
  

$ sudo parted /dev/sdb mklabel msdos

$ echo 'label:dos'|sudo sfdisk /dev/sdb

• Création partitionnement type gpt : avec parted ou avec sfdisk
  

$ sudo parted /dev/sdb mklable gpt

$ echo 'label:gpt'|sudo sfdisk /dev/sdb

4.2 - Vérifications

• Type de partitionnement et identifiant de disque

• Dans le cas d'un partitionnement dos

$ sudo fdisk /dev/sdb -l |grep Type
Type d'étiquette de disque : dos

$ sudo fdisk /dev/sdb -l |grep Identifiant
Identifiant de disque : 0xe07d7438

$ sudo blkid /dev/sdb               
/dev/sdb: PTUUID="e07d7438" PTTYPE="dos"

• Dans le cas d'un partitionnement gpt
  

$ sudo fdisk /dev/sdb -l |grep Type
Type d'étiquette de disque : gpt

$ sudo fdisk /dev/sdb -l |grep Identifiant
Identifiant de disque : DA777824-38B4-400D-B20D-342EFDD65687

$ sudo blkid /dev/sdb                       
/dev/sdb: PTUUID="da777824-38b4-400d-b20d-342efdd65687" PTTYPE="gpt"

• Taille de secteur, nombre de secteurs et taille du disque
  

$ sudo fdisk /dev/sdb -l |grep Unités
Unités : secteur de 1 × 512 = 512 octets

$ sudo fdisk /dev/sdb -l |grep Disque
Disque /dev/sdb : 14,9 GiB, 16004415488 octets, 31258624 secteurs

$ sudo cat /sys/block/sdb/size 
31258624

• Premier secteur utilisable - Dernier secteur utilisable (GPT seulement)

$ sudo gdisk /dev/sdb -l |grep "First usable"
First usable sector is 34, last usable sector is 31258590