Guid Partition Table : GPT Header

이번 포스팅에선 GPT 중 GPT Header에 대해 알아볼 것이다. GPT Header는 LBA 1에 위치한 데이터 구조체로 Primary Partition Table 영역 중 맨 앞에 위치한다.

Primary Partition Table에는 GPT Header 뒤에 128개의 테이블 엔트리가 위치하고 있다. 이전에 설명한 것과 같이 LBA는 Sector Size와 동일한 512바이트를 가지며 각각 다음과 같은 정보를 가진다.

• Signature(8bytes) - 해당 영역을 설명하는 시그너처
• Revision(4) - 리비전 넘버
• Header Size(4) - GPT Header의 크기(보통 512바이트)
• CRC32 of Header(4) - 해당 4바이트를 0으로 설정했을 때, GPT Header의 CRC32 값
• Reserved(4) - 예약 영역
• Current LBA(8) - 현재 LBA, 즉 Primary GPT Header의 LBA
• Backup LBA(8) - 백업 LBA, 즉 Secondary GPT Header의 LBA
• First usable LBA for partitions(8) - GPT로 정의된 디스크 영역에서 사용할 LBA 시작 위치
• Last usable LBA for partitions(8)- GPT로 정의된 디스크 영역에서 사용할 LBA 끝 위치
• Disk GUID(16) - Disk GUID로 유닉스의 리틀-엔디안 UUID 포맷을 따름
• Partition entries starting LBA(8) - 파티션 엔트리가 시작하는 LBA 위치
• Number of partition entries(4) - 파티션 엔트리의 갯수
• Size of partition entry(4) - 파티션 엔트리의 크기
• CRC32 of partition array(4) - 파티션 엔트리 그룹의 CRC32 값으로 파티션 엔트리의 변조 여부를 확인 가능

각 정보를 토대로 실제 디스크에서 확인해보겠다.

GPT는 EFI 표준과 함께 등장한 개념이다보니 인텔이 제정한 표준을 따른다. 그로 인해 스펙 문서에 정의된 구조체가 디스크에 쓰여질 땐 항상 리틀-엔디안으로 작성한다.
이제 각 항목을 매치하여 값을 확인해보겠다. 이 과정에선 본 저자가 만든 도구를 활용하였다.

gpt parser - https://github.com/n0fate/raw/blob/master/gpt_parser.py

각 요소는 다음과 같이 해석된다.

• 일단 시그너처가 'EFI PART(ITION)'이다. 시그너처를 특별한 의미를 가지지 않지만, 이름으로써 바이오스가 아닌 EFI 기반으로 동작하는 시스템에서 만든 GPT 테이블이란걸 생각할 수 있다.
• 리비전 번호는 특별한 의미를 지니진 않지만, UEFI로 넘어오면서부터는 기존 EFI 1.10에서 사용했던 리비전 번호(65536)을 그대로 사용한다고 한다.
• 헤더 사이즈는 LBA 1 영역인 512바이트 중에 실제 GPT 헤더 영역을 의미하는 것으로 92바이트를 사용한다.
• 헤더의 CRC32 값은 'CRC32 of header' 영역 4바이트를 0x00000000으로 설정하고, 헤더 사이즈(예제에선 92)만큼을 잘라내어 산출한 값이다. EFI는 GPT Header의 CRC32 값이 틀린 경우, Secondary GPT Header의 정보를 이용하여 복구를 수행한다.
• Current LBA와 Backup LBA는 각각 Primary Partition Table과 Backup Partition Table을 의미하는 것으로 실제 디스크 이미지에서 해당 영역에 접근할 경우엔 LBA 값에 Logical Block Size(512바이트)를 곱한 위치를 찾아가야 한다. 그 다음에 나타나는 파티션에서 사용할 수 있는 첫 번째 LBA와 마지막 LBA는 디스크 상에서 GPT 헤더와 같은 관리 구조체를 제외하고 실제 데이터를 쓸 수 있는 영역을 표현한다.
• Disk GUID는 해당 Disk에 대한 고유 식별자로 URN(Uniform Resource Name) 네임스페이스(namespace)를 따르고 있으며, RFC 4122에 명시되어 있는 규약이다. 입력 값이 리틀-엔디안이므로 해석할 때도 리틀-엔디안 방식으로 해석하여 표현해야 한다. (link: http://docs.python.org/library/uuid.html)
• 파티션 엔트리 시작 LBA는 2로 GPT 헤더 바로 뒤에 이어짐을 알 수 있다. 이 LBA를 시작으로 파티션 엔트리 사이즈인 0x80(128바이트)씩 파티션 엔트리 수(128개)만큼 사용하게 된다. 즉, LBA하나당 4개의 파티션 엔트리가 올 수 있으며, 총 128개의 엔트리가 할당되어 있으므로, 32개의 LBA가 파티션 엔트리에 사용된다. Protective MBR과 GPT Header가 가지는 각 LBA를 합치면 총 34개(0x22)로 파티션 엔트리 뒤에 파티션에서 사용할 수 있는 첫 번째 LBA가 위치함을 확인할 수 있다.

위 예제와 같이 GPT 헤더를 분석하면, 헤더의 CRC32 체크를 통해 무결성을 확인(CRC32 자체가 완벽할 순 없지만)할 수 있으며, 데이터 작성이 가능한 공간을 확인하고, 백업 파티션 테이블의 위치와 디스크 GUID, 파티션 엔트리의 시작 위치를 파악할 수 있다.

파티션 위치를 파악했으므로, 다음 포스팅에선 파티션 엔트리 분석을 통해 실제 각 파티션 영역의 정보를 파악해보겠다. :)