Ключевые слова:linux, disk, partition, gcc, (найти похожие документы)
From: Bob <ubob@mail.ru.>
Date: Mon, 4 Dec 2006 13:01:37 +0000 (UTC)
Subject: Логическая структура жесткого диска
Когда-то давно мною была опубликована статья под названием "Логическая
структура жесткого диска", http://www.opennet.dev/base/dev/hdd_struct.txt.html
Но код программы в этой статье содержит ошибки. Первая, и самая
существенная - если количество основных разделов не равно четырем, то
программа выдаст неправильную информацию о структуре диска. Вторая
ошибка не критичная, но тем не менее также требует устранения. Дело в
том, что для хранения информации о логических дисках расширенного
раздела используется массив на фиксированное число элементов.
В этой статье будут устранены обе ошибки. Информации о логических дисках
будет храниться в виде однонаправленного списка.
Для организации списка воспользуемся макросами, которые определены в
<sys/queue.h>, в частности, семейством TAILQ.
Порядок использования этих макроопределений подробно изложен в man queue.
Все теоретические вопросы о логической структуре жесткого диска и
форматы ключевых структур данных рассматривались в предыдущей статье
(см. ссылку выше), поэтому приступим непосредственно к переделке кода
программы.
Элемент списка разделов будет выглядеть следующим образом:
typedef struct pt_entry {
u8 bootable;
u8 start_part[3];
u8 type;
u8 end_part[3];
u32 sect_before;
u32 sect_total;
TAILQ_ENTRY(pt_entry) entries;
} pt_entry_t;
Голова списка:
TAILQ_HEAD(,pt_entry) head;
Предварительно этот список надо проинициализировать вызовом:
TAILQ_INIT(&head);
Функция чтения основной таблицы разделов из MBR. Параметры функции:
- int dev - дескриптор открытого устройства
- u64 *seek - смещение к расширенному разделу, если таковой есть. Как видно, параметр передается по ссылке.
int read_main_ptable(int dev, u64 *seek)
{
int i = 0;
u8 mbr[512];
pt_entry_t *part = NULL;
/* Считываем MBR */
if(read(dev, mbr, 512) < 0)
return -1;
/* Проверяем сигнатуру */
if(*(u16 *)(mbr + 0x1FE) != 0xAA55)
return -1;
/* Цикл чтения основных разделов */
for(;i < 4; i++) {
part = (pt_entry_t *)calloc(1, sizeof(pt_entry_t));
if(!part)
return -1;
/* Копируем с диска элемент раздела в соотв. структуру */
memcpy((void *)part, mbr + 0x1BE + PT_SIZE * i, PT_SIZE);
/* Если это расширенный раздел, вычисляем смещение к нему */
if(part->type == 0x0F ||
part->type == 0x05 ||
part->type == 0x0C)
*seek = (u64)(part->sect_before) * 512;
/* Ставим элемет в конец списка */
TAILQ_INSERT_TAIL(&head, part, entries);
}
return 0;
}
Функция чтения элементов расширенной таблицы разделов. В параметрах
передаем смещение к расширенному разделу от начала диска (в байтах):
int read_ext_ptable(int dev, u64 seek)
{
u8 smbr[512];
pt_entry_t *part = NULL, tmp;
for(;;) {
part = (pt_entry_t *)calloc(1, sizeof(pt_entry_t));
if(!part)
return -1;
/* Считываем SMBR */
memset(smbr, 0, sizeof(smbr));
lseek(dev, seek, SEEK_SET);
if(read(dev, smbr, sizeof(smbr)) < 0)
return -1;
/* Первая запись SMBR - информация о логическом диске */
memcpy((void *)part, smbr + 0x1BE, PT_SIZE);
/* Вносим правку в поле "Номер начального сектора" - отсчет ведется от начала диска */
part->sect_before += (u32)(seek/512);
/* Помещаем элемент в конец списка */
TAILQ_INSERT_TAIL(&head, part, entries);
/* Вторая запись SMBR - указатель на следующую SMBR */
memset(&tmp, 0, PT_SIZE);
memcpy((void *)&tmp, smbr + 0x1BE + PT_SIZE, PT_SIZE);
/* Если код типа раздела равен 0, то больше логических дисков расширенный раздел не содержит */
if(!tmp.type)
return 0;
/* Вычисляем смещение к следующему SMBR */
seek = (u64)(part->sect_before + part->sect_total) * 512;
}
}
Функция info занимается выводом информации о разделах на экран:
void info()
{
int i = 1;
pt_entry_t *part;
for(part = (&head)->tqh_first;(part);part = part->entries.tqe_next) {
fprintf(stderr,"%d\t", i++);
fprintf(stderr,"%8u\t", part->sect_before);
fprintf(stderr,"%8u\t", part->sect_total + part->sect_before - 1);
fprintf(stderr,"%x\t", part->type);
}
}
Полный листинг программы для чтения информации о разделах на диске
находится в файле part.c.
Для его сборки достаточно ввести команду:
gcc -Wall -g -o part part.c
При запуске в командной строке необходимо указать файл устройства,
информацию с которого вы хотите прочитать, например:
./part /dev/hda
part.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#ifndef __USE_FILE_OFFSET64
#define __USE_FILE_OFFSET64
#endif
#ifndef __USE_LARGEFILE64
#define __USE_LARGEFIEL64
#endif
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/queue.h>
typedef unsigned char u8;
typedef unsigned short u16;
typedef unsigned int u32;
typedef unsigned long long u64;
/* Размер элемента таблицы разделов */
#define PT_SIZE 0x10
/* Флаг загрузочного раздела */
#define BOOTABLE 0x80
#pragma pack(1)
struct systypes {
u8 part_type;
u8 * part_name;
};
typedef struct pt_entry {
u8 bootable;
u8 start_part[3];
u8 type;
u8 end_part[3];
u32 sect_before;
u32 sect_total;
TAILQ_ENTRY(pt_entry) entries;
} pt_entry_t;
/* from fdisk.c */
struct systypes i386_sys_types[] = {
{0x00, "Пустой раздел"},
{0x01, "FAT12"},
{0x04, "FAT16 <32M"},
{0x05, "Расщиренный раздел DOS"}, /* DOS 3.3+ extended partition */
{0x06, "FAT16"}, /* DOS 16-bit >=32M */
{0x0b, "FAT32"},
{0x0c, "FAT32 (LBA)"}, /* LBA really is `Extended Int 13h' */
{0x0e, "FAT16 (LBA)"},
{0x0f, "Расширенный раздел Windows"},
{0x82, "раздел подкачки Linux (swap)"}, /* also Solaris */
{0x83, "Linux"},
{0x85, "Расширенный раздел Linux"},
{0x07, "HPFS/NTFS"}
};
#define PART_NUM (sizeof(i386_sys_types)/sizeof(i386_sys_types[0]))
int read_main_ptable(int, u64 *);
int read_ext_ptable(int, u64);
int get_pt_info(int);
void info();
TAILQ_HEAD(,pt_entry) head;
/* Считываем основную таблицу разделов из MBR */
int read_main_ptable(int dev, u64 *seek)
{
int i = 0;
u8 mbr[512];
pt_entry_t *part = NULL;
if(read(dev, mbr, 512) < 0)
return -1;
if(*(u16 *)(mbr + 0x1FE) != 0xAA55)
return -1;
for(;i < 4; i++) {
part = (pt_entry_t *)calloc(1, sizeof(pt_entry_t));
if(!part)
return -1;
memcpy((void *)part, mbr + 0x1BE + PT_SIZE * i, PT_SIZE);
/* Если присутствует расширенный раздел, запоминаем его номер */
if(part->type == 0x0F ||
part->type == 0x05 ||
part->type == 0x0C)
*seek = (u64)(part->sect_before) * 512;
TAILQ_INSERT_TAIL(&head, part, entries);
}
return 0;
}
int read_ext_ptable(int dev, u64 seek)
{
u8 smbr[512];
pt_entry_t *part = NULL, tmp;
/* seek - смещение к расширенному разделу от начала диска (в байтах) */
for(;;) {
part = (pt_entry_t *)calloc(1, sizeof(pt_entry_t));
if(!part)
return -1;
memset(smbr, 0, sizeof(smbr));
lseek(dev, seek, SEEK_SET);
if(read(dev, smbr, sizeof(smbr)) < 0)
return -1;
memcpy((void *)part, smbr + 0x1BE, PT_SIZE);
part->sect_before += (u32)(seek/512);
TAILQ_INSERT_TAIL(&head, part, entries);
memset(&tmp, 0, PT_SIZE);
memcpy((void *)&tmp, smbr + 0x1BE + PT_SIZE, PT_SIZE);
if(!tmp.type)
return 0;
/* Вычисляем смещение к следующему SMBR */
seek = (u64)(part->sect_before + part->sect_total) * 512;
}
}
int get_pt_info(int dev)
{
u64 seek = 0;
TAILQ_INIT(&head);
if(read_main_ptable(dev, &seek) < 0)
return -1;
if(seek)
read_ext_ptable(dev, seek);
return 0;
}
/* Вывести информацию */
void info()
{
int i = 1, n = 0;
pt_entry_t *part;
for(part = (&head)->tqh_first;(part);part = part->entries.tqe_next) {
fprintf(stderr,"%d\t", i++);
fprintf(stderr,"%8u\t", part->sect_before);
fprintf(stderr,"%8u\t", part->sect_total + part->sect_before - 1);
fprintf(stderr,"%x\t", part->type);
for(n = 0; n < PART_NUM; n++) {
if(part->type == i386_sys_types[n].part_type) {
fprintf(stderr, "%s\n", i386_sys_types[n].part_name);
break;
}
}
if(n == PART_NUM)
fprintf(stderr,"неизвестный тип\n");
}
}
int main(int argc, char **argv)
{
int dev;
if(!argv[1])
return 0;
dev = open(argv[1], O_RDONLY);
if(dev < 0) {
perror("open");
return -1;
}
if(get_pt_info(dev) < 0)
return -1;
info();
return 0;
}
В функции read_ext_ptable перед lseek(dev, seek, SEEK_SET) не следует поставить lseek(dev,0,0). Да бы при каждой новмой итерации расчитывать смещение от начала файла?
И ещё вопрос: обязательно ли два поля таблицы разделов EBR(Extended Boot Record)-smbr могут быть пустыми или возможны варианты? Может имеет смысл дополнительно проверять эти поля пусты они или нет?
