用PC-3000 UDMA修复迈拓硬盘的固件

迈拓硬盘虽然已被希捷收购，但由于迈拓曾经的市场占有率非常高，并且迈拓硬盘的固件结构比较复杂，固件包含的模块多、故障率高，所以本书选择迈拓硬盘为例，讲解使用PC-3000 UDMA修复硬盘固件的方法。

识别迈拓硬盘的型号

PC-3000对硬盘的处理需要严格区分型号，所以学会识别硬盘型号是使用PC-3000的第一步。

迈拓硬盘的分类见表13-1所示。

表13-1　迈拓硬盘型号对应表

迈拓硬盘的固件结构

迈拓硬盘固件主要由微程序、模块、校准程序三部分组成，下面分别进行说明。

微程序

迈拓硬盘的微程序在主存储器中运行，微程序可以从三个地方载入：第一，硬盘主处理器的掩模ROM；第二，电路板上的Flash ROM；第三，固件区。

硬盘在正常运转状态下，在进行初始化时会将固件区的程序写入到电路板上。如果由于某些原因不能从固件区启动程序，硬盘就会进入“FAIL（失败）”的状态，这类似“安全模式”状态，硬盘会被检测为属系名。要想脱离“FAIL”状态，应该使用LDR文件引导，将所有微程序（ROM＋Overlay）强制写入微处理器中的主存储器（RAM）中。

硬盘微程序的版本标识在硬盘外部的标签上，格式如6Y080L0422011C（MODEL＋ HAD＋PCBA＋UNIQUE）。运行程序菜单“Utility status（程序状态）”就显示模块PN＝48（名称为LABLE）中的内容，如图13-7所示。

如果不能读取版本模块，那么就不会显示版本信息，而代之以圆点。

模块

迈拓硬盘固件区的数据结构如图13-8所示。

图13-8最顶层是硬盘的物理区域，此区域是独立的，位密度也是独立的。磁头通过UBA寻址来寻找活动固件区，在多磁头的硬盘中只有一个磁头上固件区为活动固件区，这是硬盘运转时使用的固件区。活动固件区由模块组组成，而每个模块组都有备份。向固件区进行写入时会写入模块组的所有备份，因此不可能利用模块备份来修复写入操作时造成的模块损坏，因为模块备份也同时损坏了。

“模块组”按照功能进行分类可分为“数据模块”、“微程序模块”和“技术模块”。“微程序模块”用于硬盘读取操作和写入操作，如果它们有故障就会导致短时的写入失败。“技术模块”只在工厂的生产过程中使用，在硬盘的一般运转过程中不会被调用。

模块根据UBA地址升序排列，因此可以知道它们的位置关系，迈拓硬盘的数据模块见表13-2。

表13-2　迈拓硬盘的数据模块列表

位置码（十六进制）	模块说明	重要性
37	U_LIST，固件区译码表	A
1F	DISK，硬盘信息	B
78	RZTBL，Zone表（译码表的组成部分）	A
18	AT_PDL（P-List，译码表的组成部分）	A
21	RCT，磁盘表面数据的校准信息	A
1E	SRV，校准参数	A
1A	SECU，安全模块（ATA密码）	C
2F	S.M.A.R.T.阈值	C
30	S.M.A.R.T.属性	C
63	S.M.A.R.T.属性的拷贝	C
22	ATAF，ATA设置标记	B
34	ARREH	D
48	［标签］-硬盘的组件信息	D
1D	DMCS	B
1B	AT_POL（G-List），可增长缺陷表	C
35	AT_XAL	C
64	MAXATG	D
5E	EVTLG_00，与G-List相关联	D
70	S.M.A.R.T.概要日志	C
71	S.M.A.R.T.Self-Test日志	C
72	S.M.A.R.T.生产商信息	C
7B	FW	D
95	附加的DISK副本	B
93	FMTI，包含zone分配表的模块	A
A7	AT_POL，G表的副本	E

表13-3为微程序模块，前3个为微程序，后三个为生产过程中使用的程序，但并不是所有的硬盘上都有。

表13-3　迈拓硬盘固件区的微程序模块

位置码（十六进制）	模块说明	重要性
39	［ROM_SA］，ROM的副本	B
38	［OVL_ATA］，程序Overlay的第一部分	B
4F	［OVL_TECH］，程序Overlay的第二部分	B
97	［ROM_ST］，ROM的副本	E
96	［OVL_ST1］，程序Overlay的第一部分	E
98	［OVL_ST2］，程序Overlay的第二部分	E

表13-4为技术模块，包括自校准设置和日志。

表13-4　迈拓硬盘固件区的技术模块

位置码（十六进制）	模块说明	重要性
33	HLUTL&HUSR-缺陷表	D
11	MX_ST_CFG1	D
43	MX_ST_CFG2	D
0D	MX_ST_CFG3	D
0E	MX_ST_SCRIPT	D
7A	U_LIST，固件区译码表的副本	D
83	硬盘组件的数据	D
31	DISK，硬盘信息的副本	D
14	STRS	D
46	OPTI，self-testing的参数	D
47	STRS	D

对模块的“重要性”说明如下：

A——在硬盘中此模块是独一无二的，包括自校准参数和译码表，从其他硬盘中复制这类模块将导致读/写参数丢失和数据丢失（如自校准数据）。

B——此类模块是必需的，但是可以使用其他硬盘中的代替，替换时需要是同型号硬盘和同版本的模块。

C——此类模块是必需的，但是部分的损坏不会影响硬盘启动。硬盘在特定的情况下可以自动修复模块的内容。

D——不会影响硬盘运转。通常为信息模块。

E——即使没有此模块驱动器也可以正常运行。

各模块的作用如下：

①固件区译码表U_LIST（PN＝37H）。此模块有8个备份，不过模块列表中只显示了两个副本。此模块中含有固件区缺陷数量和缺陷类型的列表，如果固件区缺陷列表中含有缺陷，那么U_LIST就会是独一无二的。

②配置模块DISK（PN＝1FH）。此模块中包含磁盘的配置数据：硬盘型号、串号、最大LBA、物理磁头的数量和映射。

③RZTBL模块（PN＝78H）。此模块是译码表的一部分，此模块中的参数将硬盘表面划分成多个区域。

④AT_PDL模块（PN＝18H）。此模块的表中包含有出厂时用户区的缺陷。

⑤AT_POL模块（PN＝1BH）和副本（PN＝A7H）。此模块中记录的是硬盘使用过程中出现的缺陷。

⑥FMTI模块（PN＝93H）。此模块只用于全容量的硬盘中，其中包含每个磁头的Zone表和每个Zone的自校准参数。

⑦_RCT_模块（PN＝21H）。对此模块的结构和功能还在研究当中，不过如果从其他硬盘复制了一个此模块，或者此模块损坏不会对硬盘带来灾难性的影响，硬盘在多数情况下可以进行读取和写入操作。此模块在进行自校准时生成，也就是说，如果此模块丢失，就不能修复此模块。

⑧_SRV_模块（PN＝1EH）。对此模块结构和功能的研究还在进行当中。如果使用其他硬盘上的模块来替代它，将会发生读取故障，并且不能再对硬盘进行写入操作。此模块在工厂测试时根据伺服校准生成。

⑨［ROM_SA］模块（PN＝39H）。此模块是硬盘正常运转时载入ROM的程序部分。

⑩Overlay ATA［OVL ATA］（PN＝38H）。此Overlay是硬盘正常运转时最重要的微程序。如果某一Overlay不能读取，那么就不能执行所有的ATA指令，如S.M.A.R.T.指令。Overlay表示程序代码被分段从主存储器中载入主处理器，同一时间只有一个Overlay被载入。

⑪实现技术指令的Overlay［OVL TECH］（PN＝4FH）。此Overlay用于技术功能的运行。

⑫微程序切换模块（PN＝95H）。硬盘通过检测此模块的第2个字（第4字节和第5字节）来决定启动程序1或程序2。

⑬［ROM_ST］（PN＝96H），［OVL_ST］（PN＝97H）和PN＝98H。这些模块来自“程序2”，它们的功能取决于硬盘属系和固件区（基本或备用）。

⑭模块AT_XAL（PN＝35H）。有时由于某些原因硬盘可以启动，但是不能以LBA方式运转。在老DSP如RIGEL硬盘中，此模块用于将缺陷写入G表时的临时表。

⑮模块HLUTL&HUSR（PN＝33H）。该模块由短的HList组成一组表，首先是16384B（包括8B的头部和校验和）的HLUTL，HLUTL为固件区缺陷表；然后是一系列的HUSRxxxx，其中xxxx为数字，每个HUSRxxxx为8192B，每一个HUSRxxxx都具有头部和校验和，总共有多少个HUSRxxxx取决于用户区的缺陷数量。

校准程序

Maxtor硬盘中含有校准数据的模块是不可替代的，校准数据用于磁头读/写磁盘表面。如果使用其他硬盘的校准数据来替代，那么至少用户区的数据就会无法读取。

校准数据的重要性随着硬盘数据密度的增长而增长。例如，可以通过热交换修复ATNENA系列的硬盘，但是却不能通过热交换修复N40P或CALYPSO系列的硬盘，这是由于用于磁头读/写定位的自校准参数可能使定位的误差超过2～3个磁道的距离。

如果译码表损坏，那么在载入LDR时，就不会使用固件区译码表来读取校准模块。因此，如果使用了其他硬盘的校准模块进行代换，就不能再写回它们了。

执行自校准重新计算自校准数据可以帮助修复硬盘，但是不能用于数据恢复，因为重新计算后的校准数据不会与原来的相一致。

迈拓硬盘A区、B区和C区固件

A区、B区和C区介绍

迈拓硬盘主服务区的固件叫“Program A”，一般习惯称它为“A区”。

在属系为N40P、CALYPSO、SABRE、FALCON的硬盘中，厂家又使用了工厂备用服务区，这个工厂备用服务区被称为“Program C”，习惯上也称它为“C区”。

但不是所有N40P属系的硬盘都有C区固件，如果N40P属系的硬盘存在95H号模块，说明这个硬盘没有C区。不过有一个特殊的情况，如果在一个具有C区的N40P硬盘上加载了一个创建自没有C区的硬盘的LDR以后，那么在模块列表中会出现95H号模块，打开这个模块，会发现它是空的，这样的N40P硬盘，是具有C区的。而CALYPSO、SABRE、FALCON属系的硬盘全部具有C区。

N40P属系硬盘C区的固件版本号类似于“NCRxxxx0”，CALYPSO属系硬盘C区的固件版本号类似于“YCRxxxx0”，注意到第二个字母都是“C”，而只有FALCON属系的硬盘比较特殊，它的C区的固件版本号类似于“RDMxxx0”，第二个字母是“D”，因此，FALCON属系硬盘的工厂备用服务区也被称为“D区”。

C区是厂家用来在生产过程中创建主服务区以及隐藏缺陷扇区的，在C区中包含了该硬盘的部分原始模块，它的结构与主服务区类似，但是功能与模块内容是有区别的，所以直接把C区的模块复制到A区使用并不一定能使硬盘完全正常。

而在2F、4R、6L等型号的迈拓硬盘中，除了A区以外，还有一个“B区”。B区的功能和C区功能是一样，也是工厂备份区，不过它的固件模块大多数和A区的能够通用，所以在B区里生成的LDR实际上就是A区的LDR，这一点和C区不太一样。

如何进入C区

一个具有C区的硬盘在引导过程中，主轴电机启转后，引导ROM首先从A区读取模块中的微程序以及译码器，并检查它们的结构状态，如果它们的结构无效或者无法读取，引导ROM便转向C区装载备用固件。也就是说，当主服务区的微程序模块或者译码器存在异常，引导ROM就去加载备用固件区。

那么在修复迈拓硬盘的固件时，如何进入C区呢？有两个办法：

①将硬盘跳线设置为安全模式，使用专用的C区LDR程序引导硬盘进入到C区。

这种方法适用于无法从A区正常引导的硬盘。

②在PC-3000程序的“Utility status”对话框中，选择“Write all module copies”，然后在Module viewing中打开18H号模块，并修改该模块的前两个字节为任意字符，之后回写模块并存盘，最后重新加电就能够进入硬盘的C区。

这种方法适用于可从A区完整引导的硬盘。

C区固件的作用

前面提到过，C区是厂家用来在生产过程中创建主服务区以及隐藏缺陷扇区的，所以工厂在给硬盘做Self-Test（SF）的过程中，C区的固件起着非常重要的作用。如果迈拓硬盘损坏严重，我们可以尝试从C区启动Self-Test程序，就有可能对故障硬盘进行修复。

所以C区在硬盘维修中还是比较有用的，但对于数据恢复来说，意义就没有那么大了。

不过这个C区的存在，给我们提供了一个判断硬盘主磁头是否损坏的方法，那就是在A区加载LDR后，如果不能进入主菜单，可以尝试加载C区的LDR，如果能正常加载C区的LDR进入主菜单操作，并且固件中没有什么重要模块损坏，那么就能确认硬盘的主磁头没有故障，硬盘的故障就可能是由于A区固件不正确或硬盘的工作环境不正确所引起的。这时如果想修复这块硬盘，可以尝试启动C区的SF去修复A区固件。

注意：做过SF的硬盘，数据将全部丢失。

备份固件

备份固件是最基本的操作之一，一般对于固件出错的迈拓硬盘，先加一个匹配的LDR文件，认盘后把故障盘的固件备份出来，以备不时之需。

备份固件的方法很简单，在PC-3000 UDMA的迈拓程序里选择“Tests”→“Service information”→“Work with service area”→“Reading modules”进行固件的模块备份，如图13-9所示。

选中所有的模块，并给硬盘的固件选择一个备份的路径，如图13-10所示。

路径选择好后单击“OK”按钮，所有模块就备份到我们指定的路径下了，如图13-11所示。

备份完后我们可以到指定的路径下看看备份出来的模块，如图13-12所示。

检测固件

为了知道硬盘固件中的哪些模块损坏了，可以使用PC-3000 UDMA的模块检测功能。

选择“Tests”→“Service information”→“Work with service area”→“SA structure test”进行模块检测，如图13-13所示。

模块检测的过程如图13-14所示。

模块检测完之后会生成一份报告，从报告中就可以看到是哪些模块出错了。该硬盘的检测报告如图13-15所示。

修复固件

修复迈拓硬盘损坏的固件有多种方法，下面简单介绍几种：

（1）用同型号硬盘的固件替换

对故障盘做完固件检测后，PC-3000 UDMA会给出一个检测报告，告诉我们哪些模块损坏了。如果损坏的模块是可替换的，那么就可以从同型号的无故障硬盘中备份出这些模块，然后再写入故障盘中替换损坏的模块即可。

（2）用其他磁头的固件替换

很多迈拓硬盘都有多个磁头映射，在每个磁头上都有一份固件。如果主磁头的固件损坏了，可以考虑用其他磁头上的固件替换主磁头的固件。

（3）用备份固件区的固件替换

前面我们提到过迈拓硬盘的A区、B区、C区的固件，A区的某些模块损坏了，也可以考虑用B区或者C区的模块替换。

（4）用工具修复

迈拓硬盘的很多模块是不能用替换法进行替换的，对于这样的模块，只能采用修复法了。先把损坏的模块备份出来，然后用MRT等工具进行修复，如果能修复好，再写回故障盘就可以了。

另外，如果对模块的结构比较熟悉，还可以用WinHex编辑并修改模块的内容，修改正确后，再写回故障盘。