Восстановление данных. Практическое руководство - Крис Касперски

Адрес стартового сектора первого логического диска всегда равен 0/1/1 (Cylinder/Head/Sector), относительный (Relative) сектор — количеству головок жесткого диска, уменьшенному на единицу.

Сведения о геометрии диска можно почерпнуть из любого дискового редактора — например, Sector Inspector.

Конечный сектор определить несколько сложнее. Если загрузочный сектор цел (более подробно этот вопрос будет обсуждаться далее в этой главе), то узнать количество секторов в разделе (total sectors) можно на основании значения поля BootRecord.NumberSectors, увеличив его значение на единицу. Тогда номер конечного цилиндра будет равен LastCyl := Total Sectors/(Heads*SecPerTrack), где Heads — количество головок на физическом диске, a SecPerTrack — количество секторов на трек. Номер конечной головки равен LastHead := (Total Sector - (LastCyl*Heads SecPerTrack))/SecPerTrack, а номер конечного сектора равен LastSec := (Total Sector - (LastCyl*Heads SecPerTrack)) % SecPerTrack. Пропишите полученные значения в MBR и проверьте, не находится ли за вычисленным концом раздела следующий раздел? Это должна быть либо расширенная таблица разделов, либо загрузочный сектор. Если это так, создайте еще одну запись в таблице разделов, заполнив ее соответствующим образом.

А теперь зададимся вопросом; возможно ли восстановить таблицу разделов, если загрузочный сектор отсутствует, и восстановить его не представляется возможным? Это — вполне реалистичная задача. Необходимо лишь найти загрузочные сектора или расширенные таблицы разделов, принадлежащие последующим разделам. В этом вам поможет контекстный поиск. Ищите сектора, содержащие сигнатуру 55h AAh в конце. Отличить загрузочный сектор от расширенной таблицы разделов очень просто. В загрузочном секторе по смещению три байта от его начала расположен идентификатор производителя (OEM ID), например, NTFS, MSWIN4.1 и т.д. Размер текущего раздела будет на один сектор меньше. Теперь, зная размер и геометрию диска, можно рассчитать и конечный цилиндр/головку/сектор.

Имейте в виду, что Windows хранит копию загрузочного сектора, которая, в зависимости от версии, может быть расположена либо в середине раздела, либо в его конце. Другие копии могут находиться в архивных файлах и файле подкачки. Как отличить копию сектора от оригинала? Элементарно, Ватсон! Если это подлинник, то вслед за ним пойдут служебные структуры файловой системы (в частности, для NTFS это будет MFT, каждая запись которой начинается с легко узнаваемой строки FILE*). К счастью, служебные структуры файловой системы обычно располагаются на более или менее предсказуемом смещении относительно начала раздела, и, отталкиваясь от их "географического" расположения, мы можем установить размеры каждого из логических дисков, даже если все-все-все загрузочные сектора и расширенные таблицы разделов уничтожены.

Что произойдет, если границы разделов окажутся определенными неверно? Если мы переборщим, увеличив размер раздела сверх необходимого, все будет нормально работать, поскольку карта свободного пространства хранится в специальной структуре (у NTFS это файл $bitmap, а у FAT 12/32 — непосредственно сама FAT) и "запредельные" сектора будут добавлены только после переформатирования раздела. Если все что нам нужно — это скопировать данные с восстанавливаемого диска на другой носитель, то возиться с подгонкой параметров таблицы разделов не нужно! Распахните ее на весь физический диск и дело с концом!

Естественно, такой способ восстановления подходит только для первого раздела диска, а для всех последующих нам потребуется определить стартовый сектор. Это определение должно быть очень точным, поскольку все структуры файловой системы адресуются от начала логического диска, и ошибка в один-единственный сектор сделает весь этот тонкий механизм полностью неработоспособным. К счастью, некоторые из структур ссылаются сами на себя, давая нам ключ к разгадке. В частности, файлы $mft/$mftmirr содержат номер своего первого кластера. Стоит нам найти первую запись FILE*, как мы узнаем, на каком именно секторе мы сейчас находимся (конечно, при условии, что сумеем определить количество секторов на кластер, но это уже другая тема, которая более подробно будет обсуждаться далее в этой главе).

Проблема нулевой дорожки

Главная загрузочная запись жестко держит за собой первый сектор, и если он вдруг окажется разрушенным, работа с таким диском станет невозможной. Внешний вид типичного сектора MBR приведен в листинге 5.5. До недавнего времени проблема решалась посекторным копированием винчестера, переносом данных на здоровый жесткий диск с идентичной геометрией и последующим восстановлением MBR.

Сейчас ситуация изменилась. Современные винчестеры поддерживают возможность принудительного замещения плохих секторов из резервного фонда (а некоторые делают это автоматически), поэтому проблема нулевой дорожки, преследующая нас еще со времен гибких дисков и 8-разрядных машин, наконец-то перестала существовать.

Механизм замещения секторов все еще не стандартизирован. Он осуществляется утилитами, предоставляемыми производителем конкретной модели винчестера. Чаще всего они распространяются бесплатно и могут быть свободно найдены в сети.

Листинг 5.5. Внешний вид типичного сектора MBR

0x0000 eb 2e 49 50 41 52 54 20-63 6f 64 65 20 30 30 39 ы.IPART code 009

0x0010 20 2d 20 49 6f 6d 65 67-61 20 43 6f 12 70 6f 72  - Iomega Corpor

0x0020 61 74 69 6f 6e 20 2d 20-31 31 2f 32 33 2f 39 30 ation - 11/23/90

0x0030 fa fc 8c c8 8e d0 be 00-7c 8e d8 8e c0 b9 00 02 ·№М╚О╨╝.|О╪О└╣..

0x0040 bf 00 7e be 00 7c f3 a4-e9 00 02 fb bd 00 7e 8b ┐.~╛.|єдщ..√╜.~Л

0x0050 fd be be 01 b9 04 00 80-3a 80 74 0b 83 c6 10 e2 ¤╛╛.╣..А:Аt.Г╞.т

0x0060 f6 8b b5 b2 01 eb 51 56-83 c6 10 49 e3 0b 80 3a ЎЛ╡▓.ыQVГ╞.Iу.А:

0x0070 80 75 f5 8b b5 b0 01 eb-3f 5e 56 8a 12 8a 72 01 АuїЛ╡░.ы?^VК.Кr.

0x0080 8a 4a 02 8a 6a 03 bb 00-7c be 05 00 56 b8 01 02 КJ.Кj.╗.|╛..V╕..

0x0090 cd 13 73 0e 33 c0 cd 13-5e 4e 75 f0 8b b5 b4 01 ═.s.3└═.^NuЁЛ╡┤.

0x00a0 eb 16 5e be fe 7d 81 3c-55 aa 74 06 8b b5 b6 01 ы.^╛■}Б<Uкt.Л╡╢.

0x00b0 eb 06 5e 03 f5 e9 48 fd-e8 1b 00 8b b5 b8 01 e8 ы.^.їщH¤ш..Л╡╕.ш

0x00c0 14 00 b4 00 cd 16 33 c0-8е c0 26 c7 06 72 04 34 ..┤.═.3└О└&╟.r.4

0x00d0 12 ea f0 ff 00 f0 03 f5-ac 3c 00 74 0b 56 b4 0e .ъЁ .Ё.їм<.t.V┤.

0x00e0 bb 07 00 cd 10 5e eb f0-c3 49 6e 76 61 6c 69 64 ╗..═.^ыЁ├Invalid

0x00f0 20 70 61 72 74 69 74 69-6f 6e 20 74 61 62 6c 65  partition table

0x0100 00 44 69 73 6b 20 69 73-20 6e 6f 74 20 62 6f 6f .Disk is not boo

0x0110 74 61 62 6c 65 00 45 72-72 6f 72 20 6c 6f 61 64 table.Error load

0x0120 69 6e 67 20 6f 70 65 72-61 74 69 6e 67 20 73 79 ing operating sy

0x0130 73 74 65 6d 00 4d 69 73-73 69 6e 67 20 6f 70 65 stem.Missing ope

0x0140 72 61 74 69 6e 67 20 73-79 73 74 65 6d 00 0d 0a rating system...

0x0150 52 65 70 6c 61 63 65 20-61 6e 64 20 73 74 72 69 Replace and stri

0x0160 6b 65 20 61 6e 79 20 6b-65 79 20 77 68 65 6e 20 ke any key when

0x0170 72 65 61 64 79 0d 0a 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ready...........

0x0180 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ................

0x0190 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ................

0x01a0 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 45 06 ..............E.

0x01b0 e9 00 01 01 16 01 35 01-4e 01 6a 72 a5 d5 00 00 щ.....5.N.jrе╒..

0x01c0 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ................

0x01d0 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ................

0x01e0 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 80 01 ..............A.

0x01f0 01 00 06 3f 20 5f 20 00-00 00 e0 ff 02 00 55 aa ...? _ ...p ..Uk

Создаем MBR и пишем свой менеджер мультизагрузки

В этом разделе я расскажу, как написать собственный менеджер мультизагрузки. Менеджер мультизагрузки представляет собой код, находящийся в загрузочном секторе, и по выбору пользователя загружающий любую из нескольких операционных систем, установленных на компьютере. В процессе обсуждения вы познакомитесь с прерыванием INT 13h, таблицей разделов и т.д. Стандартный загрузчик, устанавливаемый большинством операционных систем по умолчанию, слишком примитивен, чтобы его воспринимать всерьез, а нестандартные загрузчики от независимых разработчиков обычно слишком неповоротливы и ненадежны. Вот и давайте напишем свой! Пока мы будем его писать, мы познаем дао и дзен ассемблера, научимся отлаживать программы без отладчика и поближе познакомимся с низкоуровневыми интерфейсами винчестера.

Управлять дисками можно как через порты ввода/вывода, так и через BIOS. Порты намного более могущественны и интересны, однако BIOS программируется намного проще, к тому же она поддерживает большое количество разнокалиберных накопителей, абстрагируясь от конструктивных особенностей каждой конкретной модели. Поэтому будем действовать через нее, а точнее, через интерфейс прерывания INT 13h.

Попробуем прочитать сектор с диска в режиме CHS. Действовать нужно из самой MBR или из "голой" MS-DOS, иначе у нас ничего не получится, ведь Windows NT блокирует прямой доступ к диску даже из режима эмуляции MS-DOS.

Номер функции заносится в регистр AH. В случае чтения он равен двум. Регистр AL отвечает за количество обрабатываемых секторов. Так как мы собираемся читать по одному сектору за операцию, занесем сюда единицу. Регистр DH хранит номер головки, a DL — номер привода (80h — первый жесткий диск, 81h — второй и т.д.). Пять младших битов регистра CL задают номер сектора, оставшиеся биты регистра CL и восемь битов регистра CH определяют номер цилиндра, который мы хотим прочитать. Регистровая пара ES:BX указывает на адрес буфера-приемника. Вот, собственно говоря, и все. После выполнения команды INT 13h считываемые данные окажутся в буфере, а если произойдет ошибка (например, головка "споткнется" о BAD-сектор), то BIOS установит флаг переноса (carry flag), и мы будем вынуждены либо повторить попытку, либо вывести грустное сообщение на экран.