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GPTパーティーション(2)


GPTパーティーションでは、efi_partition()からfind_valid_gpt()をコールする事で、GPTパーティションのチェックを行っていました。find_valid_gpt()を追ってみます。

is_gpt_valid()でLBA位置GPT_PRIMARY_PARTITION_TABLE_LBAから、GPTヘッダー/エントリーを取得します。OKならpgpt->alternate_lba(第二ヘッダー)位置からもGPTヘッダー/エントリーを取得します。メインヘッダー/第二ヘッダーとも取得できなければエラーです。なお、第二ヘッダー位置取得は、GPTヘッダー内に、この位置を保持する項目があるのですが、まだメインヘッダーの正当性が保障されていないので、lastlba = last_lba(bdev);でブロックデバイスのファイルサイズから計算していて、最終セクタを取得しています。なお、le64_to_cpuマクロはエンディアン処理です。

0セクター目のMBRの正当性をチェックします。good_pmbr=1ならOK

GPTメインヘッダー/第二ヘッダーのどちらかがOKでも、MBRがNGならエラーです。ただしforce_gpt=1の時、MBRは考慮されずに動作します。(補足参照)

if ((good_pgpt || good_agpt) && !good_pmbr && force_gpt) {のチェックは、動作的には問題ないですが、単にメッセージを表示するにすぎません。

compare_gpts()で、GPTメインヘッダー/第二ヘッダーの整合性(対応する項目が一致しているか?)をチェックします。もし整合性に問題があったら、その旨の表示するだけで、動作に影響はしません。

GPTメインヘッダーがOKなら、それをgpt_header **gpt, gpt_entry **ptesに設定し、第二ヘッダーとして取得したメモリを解放します。また逆に、第二ヘッダーがOKなら、それをgpt_header **gpt, gpt_entry **ptesに設定し、メインヘッダーとして取得したメモリを解放します。
#define GPT_PRIMARY_PARTITION_TABLE_LBA 1

static int
find_valid_gpt(struct block_device *bdev, gpt_header **gpt, gpt_entry **ptes)
{
       int good_pgpt = 0, good_agpt = 0, good_pmbr = 0;
       gpt_header *pgpt = NULL, *agpt = NULL;
       gpt_entry *pptes = NULL, *aptes = NULL;
       legacy_mbr *legacymbr = NULL;
       u64 lastlba;
       if (!bdev || !gpt || !ptes)
               return 0;

       lastlba = last_lba(bdev);
       good_pgpt = is_gpt_valid(bdev, GPT_PRIMARY_PARTITION_TABLE_LBA,
                                &pgpt, &pptes);
       if (good_pgpt) {
               good_agpt = is_gpt_valid(bdev,
                                        le64_to_cpu(pgpt->alternate_lba),
                                        &agpt, &aptes);
               if (!good_agpt) {
                       good_agpt = is_gpt_valid(bdev, lastlba,
                                                &agpt, &aptes);
               }
       }
       else {
               good_agpt = is_gpt_valid(bdev, lastlba,
                                        &agpt, &aptes);
       }

       if (!good_pgpt && !good_agpt) {
               goto fail;
       }

       legacymbr = kmalloc(sizeof (*legacymbr), GFP_KERNEL);
       if (legacymbr) {
               memset(legacymbr, 0, sizeof (*legacymbr));
               read_lba(bdev, 0, (u8 *) legacymbr,
                        sizeof (*legacymbr));
               good_pmbr = is_pmbr_valid(legacymbr);
               kfree(legacymbr);
               legacymbr=NULL;
       }

       if ((good_pgpt || good_agpt) && !good_pmbr && !force_gpt) {
               printk(KERN_WARNING 
                      "  Warning: Disk has a valid GPT signature "
                      "but invalid PMBR.\n");
               printk(KERN_WARNING
                      "  Assuming this disk is *not* a GPT disk anymore.\n");
               printk(KERN_WARNING
                      "  Use gpt kernel option to override.  "
                      "Use GNU Parted to correct disk.\n");
               goto fail;
       }

       if ((good_pgpt || good_agpt) && !good_pmbr && force_gpt) {
               printk(KERN_WARNING
                      "  Warning: Disk has a valid GPT signature but "
                      "invalid PMBR.\n");
               printk(KERN_WARNING
                      "  Use GNU Parted to correct disk.\n");
               printk(KERN_WARNING
                      "  gpt option taken, disk treated as GPT.\n");
       }

       compare_gpts(pgpt, agpt, lastlba);

       if (good_pgpt && (good_pmbr || force_gpt)) {
               *gpt  = pgpt;
               *ptes = pptes;
               if (agpt)  { kfree(agpt);   agpt = NULL; }
               if (aptes) { kfree(aptes); aptes = NULL; }
               if (!good_agpt) {
                       printk(KERN_WARNING 
                              "Alternate GPT is invalid, "
                              "using primary GPT.\n");
               }
               return 1;
       }
       else if (good_agpt && (good_pmbr || force_gpt)) {
               *gpt  = agpt;
               *ptes = aptes;
               if (pgpt)  { kfree(pgpt);   pgpt = NULL; }
               if (pptes) { kfree(pptes); pptes = NULL; }
               printk(KERN_WARNING 
                      "Primary GPT is invalid, using alternate GPT.\n");
               return 1;
       }

 fail:
       if (pgpt)  { kfree(pgpt);   pgpt=NULL; }
       if (agpt)  { kfree(agpt);   agpt=NULL; }
       if (pptes) { kfree(pptes); pptes=NULL; }
       if (aptes) { kfree(aptes); aptes=NULL; }
       *gpt = NULL;
       *ptes = NULL;
       return 0;
}
is_gpt_valid()でGPTテーブルの正当性をチェックし、OKならgpt_header **gpt, gpt_entry **ptesに設定します。u64 lbaは、チェックするセクタ位置になります。

まず、ヘッダーのシグニチャをチェックし、CRCのチェックをしています。(*gpt)->header_crc32 = 0としているのは、生成多項式に(*gpt)->header_crc32も含まれるためだと思います。なおチェックした後元に戻しています。

if (le64_to_cpu((*gpt)->my_lba) != lba)は、読み込む先頭セクタから、GPTテーブルを設定しなければならない。と言うことです。

最後に、GPTエントリを取得し、CRCチェック後、その内容を引数の**ptesに設定します。
#define GPT_HEADER_SIGNATURE 0x5452415020494645ULL

static int
is_gpt_valid(struct block_device *bdev, u64 lba,
            gpt_header **gpt, gpt_entry **ptes)
{
       u32 crc, origcrc;

       if (!bdev || !gpt || !ptes)
               return 0;
       if (!(*gpt = alloc_read_gpt_header(bdev, lba)))
               return 0;

       if (le64_to_cpu((*gpt)->signature) != GPT_HEADER_SIGNATURE) {
               Dprintk("GUID Partition Table Header signature is wrong: %"
                       PRIx64 " != %" PRIx64 "\n", le64_to_cpu((*gpt)->signature),
                       GPT_HEADER_SIGNATURE);
               kfree(*gpt);
               *gpt = NULL;
               return 0;
       }

       origcrc = le32_to_cpu((*gpt)->header_crc32);
       (*gpt)->header_crc32 = 0;
       crc = efi_crc32((const unsigned char *) (*gpt), le32_to_cpu((*gpt)->header_size));

       if (crc != origcrc) {
               Dprintk
                   ("GUID Partition Table Header CRC is wrong: %x != %x\n",
                    crc, origcrc);
               kfree(*gpt);
               *gpt = NULL;
               return 0;
       }
       (*gpt)->header_crc32 = cpu_to_le32(origcrc);

       if (le64_to_cpu((*gpt)->my_lba) != lba) {
               Dprintk("GPT my_lba incorrect: %" PRIx64 " != %" PRIx64 "\n",
                       le64_to_cpu((*gpt)->my_lba), lba);
               kfree(*gpt);
               *gpt = NULL;
               return 0;
       }

       if (!(*ptes = alloc_read_gpt_entries(bdev, *gpt))) {
               kfree(*gpt);
               *gpt = NULL;
               return 0;
       }

       crc = efi_crc32((const unsigned char *) (*ptes),
                       le32_to_cpu((*gpt)->num_partition_entries) *
                       le32_to_cpu((*gpt)->sizeof_partition_entry));

       if (crc != le32_to_cpu((*gpt)->partition_entry_array_crc32)) {
               Dprintk("GUID Partitition Entry Array CRC check failed.\n");
               kfree(*gpt);
               *gpt = NULL;
               kfree(*ptes);
               *ptes = NULL;
               return 0;
       }

       return 1;
}
is_pmbr_valid()は、0番目のMBRのチェックです。最終2バイトがブートシグニチャが設定されていて、パーティションのどれかに、パーティションタイプの0xEE(GPT)が設定されているか。
#define MSDOS_MBR_SIGNATURE 0xaa55
#define EFI_PMBR_OSTYPE_EFI_GPT 0xEE

static int
is_pmbr_valid(legacy_mbr *mbr)
{
       int i, found = 0, signature = 0;
       if (!mbr)
               return 0;
       signature = (le16_to_cpu(mbr->signature) == MSDOS_MBR_SIGNATURE);
       for (i = 0; signature && i < 4; i++) {
               if (mbr->partition_record[i].sys_ind ==
                   EFI_PMBR_OSTYPE_EFI_GPT) {
                       found = 1;
                       break;
               }
       }
       return (signature && found);
}
compare_gpts()は、2つのGPTテーブル間の正当性チェックを行います。なお整合性がなくても、その旨のメッセージを表示するだけで、動作に影響ありません。

メインヘッダーテーブル内のメインヘッダー位置と第二ヘッダーテーブル内の第二ヘッダー位置が同じ。

メインヘッダーテーブル内の第二ヘッダー位置と第二ヘッダーテーブル内のメインヘッダー位置が同じ。

使用可能LBA領域が、メインヘッダーテーブル/第二ヘッダーテーブルともに同じ。

ディスクGUIDが、メインヘッダーテーブル/第二ヘッダーテーブルともに同じ。

パーティションエントリ数/サイズ/CRCが、メインヘッダーテーブル/第二ヘッダーテーブルともに同じ。

第二ヘッダーがディスクの最終セクタか?
static void
compare_gpts(gpt_header *pgpt, gpt_header *agpt, u64 lastlba)
{
       int error_found = 0;
       if (!pgpt || !agpt)
               return;
       if (le64_to_cpu(pgpt->my_lba) != le64_to_cpu(agpt->alternate_lba)) {
               printk(KERN_WARNING
                      "GPT:Primary header LBA != Alt. header alternate_lba\n");
               printk(KERN_WARNING "GPT:%" PRIx64 " != %" PRIx64 "\n",
                      le64_to_cpu(pgpt->my_lba),
                      le64_to_cpu(agpt->alternate_lba));
               error_found++;
       }
       if (le64_to_cpu(pgpt->alternate_lba) != le64_to_cpu(agpt->my_lba)) {
               printk(KERN_WARNING
                      "GPT:Primary header alternate_lba != Alt. header my_lba\n");
               printk(KERN_WARNING "GPT:%" PRIx64 " != %" PRIx64 "\n",
                      le64_to_cpu(pgpt->alternate_lba),
                      le64_to_cpu(agpt->my_lba));
               error_found++;
       }
       if (le64_to_cpu(pgpt->first_usable_lba) !=
           le64_to_cpu(agpt->first_usable_lba)) {
               printk(KERN_WARNING "GPT:first_usable_lbas don't match.\n");
               printk(KERN_WARNING "GPT:%" PRIx64 " != %" PRIx64 "\n",
                      le64_to_cpu(pgpt->first_usable_lba),
                      le64_to_cpu(agpt->first_usable_lba));
               error_found++;
       }
       if (le64_to_cpu(pgpt->last_usable_lba) !=
           le64_to_cpu(agpt->last_usable_lba)) {
               printk(KERN_WARNING "GPT:last_usable_lbas don't match.\n");
               printk(KERN_WARNING "GPT:%" PRIx64 " != %" PRIx64 "\n",
                      le64_to_cpu(pgpt->last_usable_lba),
                      le64_to_cpu(agpt->last_usable_lba));
               error_found++;
       }
       if (efi_guidcmp(pgpt->disk_guid, agpt->disk_guid)) {
               printk(KERN_WARNING "GPT:disk_guids don't match.\n");
               error_found++;
       }
       if (le32_to_cpu(pgpt->num_partition_entries) !=
           le32_to_cpu(agpt->num_partition_entries)) {
               printk(KERN_WARNING "GPT:num_partition_entries don't match: "
                      "0x%x != 0x%x\n",
                      le32_to_cpu(pgpt->num_partition_entries),
                      le32_to_cpu(agpt->num_partition_entries));
               error_found++;
       }
       if (le32_to_cpu(pgpt->sizeof_partition_entry) !=
           le32_to_cpu(agpt->sizeof_partition_entry)) {
               printk(KERN_WARNING
                      "GPT:sizeof_partition_entry values don't match: "
                      "0x%x != 0x%x\n",
                      le32_to_cpu(pgpt->sizeof_partition_entry),
                      le32_to_cpu(agpt->sizeof_partition_entry));
               error_found++;
       }
       if (le32_to_cpu(pgpt->partition_entry_array_crc32) !=
           le32_to_cpu(agpt->partition_entry_array_crc32)) {
               printk(KERN_WARNING
                      "GPT:partition_entry_array_crc32 values don't match: "
                      "0x%x != 0x%x\n",
                      le32_to_cpu(pgpt->partition_entry_array_crc32),
                      le32_to_cpu(agpt->partition_entry_array_crc32));
               error_found++;
       }
       if (le64_to_cpu(pgpt->alternate_lba) != lastlba) {
               printk(KERN_WARNING
                      "GPT:Primary header thinks Alt. header is not at the end of the disk.\n");
               printk(KERN_WARNING "GPT:%" PRIx64 " != %" PRIx64 "\n",
                      le64_to_cpu(pgpt->alternate_lba), lastlba);
               error_found++;
       }

       if (le64_to_cpu(agpt->my_lba) != lastlba) {
               printk(KERN_WARNING
                      "GPT:Alternate GPT header not at the end of the disk.\n");
               printk(KERN_WARNING "GPT:%" PRIx64 " != %" PRIx64 "\n",
                      le64_to_cpu(agpt->my_lba), lastlba);
               error_found++;
       }

       if (error_found)
               printk(KERN_WARNING
                      "GPT: Use GNU Parted to correct GPT errors.\n");
       return;
}

補足

force_gptは以下の様に定義されていて、カーネルパラメータ=gptでforce_gpt = 1となり、MBRのマジックNOに関係なくGPTパーティションを有効とします。通常の起動では、force_gpt=0で、MBRのマジックNOは必須となります。
static int force_gpt;

static int __init
force_gpt_fn(char *str)
{
      force_gpt = 1;
      return 1;
}
__setup("gpt", force_gpt_fn);


最終更新 2013/05/26 23:34:08 - north
(2013/05/26 18:33:40 作成)