磁盘数据恢复中固件修复的研究与实现

摘　要：摘要：在硬盘数据恢复过程中，常会遇到由于硬盘固件区损坏而丢失数据的故障硬盘，此时可通过数据恢复工具的硬盘固件区修复技术来完成硬盘数据恢复。在重点剖析了硬盘软硬件区结构的基础上，介绍了固件恢复原理，阐述了应用效率源进行固件区恢复的实现方案，经测试可以成功恢复因固件区被破坏而硬盘不识别的故障。

关键词：关键词：磁盘； 数据恢复； 固件

中图分类号：TP3    文献标识码：A     文章编号：
    在硬盘数据恢复过程中，常会遇到由于硬盘固件区损坏而丢失数据的故障硬盘，此时可通过数据恢复工具的硬盘固件区修复技术来完成硬盘数据恢复。
    1. 磁盘固件
    固件（Firmware）是固化在硬盘ROM芯片或负道上（保留区）的软件，硬盘固件区保留着引导硬盘所需的关键信息，固件完成硬盘初始化启动，包括以下重要信息：
    伺服信息或伺服字段：用于磁头定位。
    低级格式化：磁道起始信息标志信息，划分磁道扇区。
    驻留软固件微程序：初始化诊断、控制主轴电机、控制磁盘控制器。缓冲Ram数据交换。
    配置表和设置：磁盘空间的逻辑结构和物理结构。
    缺陷表：硬盘的生产技术不能实现无缺陷，缺陷表包括P表和G表，由工厂测试时填写，缺陷对用户来说是隐藏的，只有专门的程序能访问。
    当硬盘开始工作，先进行“初始化”，读取硬盘保留区的固件信息，若能正常读出和较验正常，硬盘进入准备状态，若出现固件故障，硬盘就无法进入准备状态，表现为无法检测硬盘可检测到无法读写操作。这时就要修复硬盘固件以修复硬盘。
    效率源有目前国内规模最大的硬盘数据恢复，硬盘维修研究机构。在十年专业的硬盘数据恢复,硬盘维修经验基础上。先后开发出了希捷、西数、迈拓、富士通等多款专业都硬盘数据恢复软件和硬盘维修软件。
    2. 固件修复的实现
    2.1 装入管理
    装入管理的作用主要是把硬盘的资源信息装入到程序中，包括硬盘属于什么系列，个体的型号，以及该硬盘的参数。一个正常能识别的硬盘，直接点击就可以从硬盘获取，程序会自动装入相关的资源文件，同时在最下路径栏生成对应硬盘型号以及路径的文件文件夹，在对应的文件夹中生成这个硬盘的资源文件。
    不能识别的硬盘，程序同样可以根据电路板类型读出该硬盘属于什么系列，以及相应的ROM版本。在左边列出了目前所有硬盘的系列，如果有不支持的类型，只要将资源文件发经开发商，就可以升级更新程序支持这种硬盘。
    诊断：当硬盘装入之后，点击诊断按钮，左边会显示出当前硬盘诊断信息。
    2.2备份固件
    程序保留了以前DOS版本的备份方式，同样是模块和磁道，可以将对应模块点击勾选上，希捷读取，在当前路径下就会备份生成出对应的模块，同时在读取的时候下方会有进度条显示。DOS版本的固件同样适用于WIN版，只需要修改一下文件名，修改方式为将修改为，如此类推。
 
                                     图1　备份固件操作过程界面
    2.3 回写固件
    可实现高速回写，点击需要回写的模块名，会弹出对话框，选定到对应的模块即可。如回写ATA，就选到1号，对应的模块可以到备份固件查看，下方会显示回写进度。
 
                               图2　回写固件操作过程界面
    注意：校准完成回写ATA模块之后必须通病修复，还需要手支输入一次型号和容量，方能认盘。
 
                               图3　固件检测与修复操作界面
    通病修复：此功能也是数据恢复和不识别硬盘修复的利器，对于部分电脑主板不识别，使用MHDD工具检测硬盘时，BUSY长亮的情况，用本功能只需要约两分钟即可使硬盘恢复正常，同时故障硬盘数据将全部保留，修复后可以直接启动或拷贝数据。Windows版本程序在校准完成之后，回写ATA模块和通病修复完成后，必须对硬盘进行其他操作和参数修改，将原盘型号和容量写回去。
    修复只读：希捷硬盘在检测自身固件时，如果发现有比较严重的错误，或者说是致命错误的时候，硬盘会自动进入只读模式。这种模式硬盘只允许读取文件，不允许写入文件或对硬盘进行分区等。“修复只读”功能就是专门针对这种情况设计的，修复硬盘固件区的致命缺陷，使硬盘重新具有写入功能。
    3.缺陷操作
 
                                       图4　缺陷操作过程界面
    修复固件后，该硬盘的缺陷会暴露出来，所以必须修复缺陷。
    执行清空道表清除硬盘内部已经存在的磁道缺陷列表。清除后，需要进行全盘清零操作方可生效。道表也可以理解为经过压缩之后的P表。清除道表后，硬盘将产生大量的连续坏道，并造成数据区数据严重错位，有重要数据的硬盘使用本功能以前请先备份，以免造成数据的丢失。
    执行清空P表清除硬盘内部已经存在的P－List缺陷列表，清除后，需要进行全盘清零操作方可生效。清除P－List缺陷列表后，硬盘将产生大量的坏道，并造成数据区数据严重错位，有重要数据的硬盘使用本功能以前请先备份，以免造成数据的丢失。
    执行清空G表清除硬盘内部已经存在的G-List表，一般硬盘在G-List表支持容量较少，希捷酷鱼列表的硬盘G-List表最大支持1020个，因些通常情况下使用软件加入后会出现坏道无法加入的情况情况。这时可以选清除G-List表。进行全盘擦除不稳定扇区后，再进行G-List表坏道加入。
    清空后执行扫描缺陷，会扫描出硬盘的缺陷，之后加入P表和G表，以保证硬盘的缺陷全部隐藏，硬盘正常运行。
    4.小结
    现代硬盘的保留区对用户是隐藏的，包括固件区和用于替代缺陷的保留区，只有在驱动器的工厂模式下才能访问，当固件区出现问题，会直接影响硬盘的识别和读写操作。利用效率源的固件修复功能可以成功的修复固件区，在修复后用修复缺陷功能修复硬盘的缺陷，以保证硬盘完全修复。
参考文献：
湘潭大学自然科学学报, 2000,(02) .