1.3.2 硬盤固件結構

硬盤固件區由幾個不同的工作區構成，而工作區數量，以及組成工作區的模塊，不是一個固定數值，硬盤的品牌、型號不同，其數值也有所不同。多數硬盤只有A、B兩個工作區，而有些硬盤有A、B、C三個工作區。例如，邁拓硬盤在6E系列之前只有A區（主固件區）和B區（次固件區），兩個工作區只要其中一個是完好的，硬盤都可以正常工作。在6Y系列之后，廠家加入了自修復工作區C區，其作用就是對固件區進行修復。而日立硬盤包括A區（主固件區）、B區（次固件區）和C區（備份固件區），當A區出故障時，可以通過B區讀寫硬盤；當A、B區都出現故障時，可通過專門的工具調用C區模塊對A、B區進行回寫，從而修復A、B區。

工作區中的固件信息是用模塊的形式來表示的。一個模塊可能只記錄一個信息，也有可能一個模塊記錄多個信息，所以其大小并不一致，在固件區中每個模塊都有其固定的位置，它們并不是連續存放的。

硬盤固件的信息模塊包括以下幾類：管理模塊、配置和設置表、缺陷列表以及工作記錄表等。

● 固件管理模塊

硬盤固件的管理模塊由初始診斷模塊、伺服電機旋轉控制模塊、磁頭定位模塊、硬盤控制器和緩沖存儲器的信息交換模塊等構成。從管理模塊所包含的內容來看，不同的管理模塊出現損壞，雖然其故障的表現形式各不相同，但大致可分為兩種：一是硬盤不能準備就緒；二是硬盤的相關參數不能被正確識別，如硬盤的型號、容量等。

● 配置和設置表

硬盤的配置和設置表包含關于磁盤空間的邏輯和物理信息。如果配置和設置表發生故障，硬盤的相關參數同樣不能被正確識別，因為這些表格包含了硬盤的型號名稱、最大LBA值等信息，涉及物理磁頭的定位，Zone分配表確定等內容。

● 缺陷列表

隨著硬盤盤片數據存儲密度的不斷提高，雖然盤片的生產過程極其精密，但也不可避免地會產生缺陷扇區，這些缺陷扇區會威脅到硬盤數據的安全，為此，廠家會在硬盤出廠前，對其進行全面校準，將校準過程中找出的缺陷磁道和扇區記錄在P-list中，并且在對所有的磁道和扇區的編號過程中，跳過這些缺陷扇區，也就是不給這些缺陷扇區進行地址編號，從而使用戶不能發現和用到它們。

（1）P-list

P-list又稱為永久缺陷列表，用于記錄硬盤生產過程中產生的缺陷。是廠家使用專門的測試工具發現的缺陷，通常情況下，用戶不要對它進行任何操作。

加入P表不會影響硬盤的容量和讀寫性能，因為硬盤的全部扇區可以劃分為固件區、工作區和保留扇區，而保留扇區用戶是無法直接操作的，它也不包含在硬盤標稱的容量中，所以缺陷扇區被加入P表后，由此而損失的扇區數，將會從保留扇區取出數量相等的扇區來補充。

（2）G-list

G表又稱為增長缺陷列表，用于記錄硬盤在使用過程中產生的缺陷扇區。隨著大容量硬盤的不斷出現，使用中產生缺陷扇區的概率不斷增大，廠商為了避免因此而與用戶產生經濟糾紛和頻繁保修帶來的麻煩。于是，廠商在硬盤中設計了一個自動修復機制，叫做Automatic Reallocation，其功能是：在硬盤的讀寫過程中，如果發現一個缺陷扇區，則自動使用保留扇區中一個備用扇區來替換該扇區，并將缺陷扇區及其替換情況記錄在G-list中。

G-list包括兩種內容：①在介質校驗過程中由格式化命令產生的缺陷；②在格式化命令之前，由硬盤內部功能和自動重新分配功能產生的缺陷。

由于保留扇區在硬盤的內道，讀寫速度慢，同時由于該扇區會導致硬盤的數據存儲在物理上不連續，磁頭讀取該扇區的數據時需要移動較遠的距離，所以缺陷扇區加入G表后會影響硬盤的讀寫速度。

（3）U表

U表即固件區缺陷列表，用于記錄硬盤固件區產生的缺陷，存在于邁拓硬盤和西部數據硬盤中。

（4）道表

道表就是壓縮后的P表。因為固件的存儲空間有限，當向其中加入的缺陷信息達到一定程度時，將無法繼續寫入，這時就可將P表進行壓縮，增加P表容量，繼續寫入缺陷信息。

（5）工作記錄表

硬盤工作記錄表包括硬盤生產和運行過程中的一些輔助信息，如檢測結果、檢測程序動作記錄等。它只有在對硬盤執行“Self Scan”自檢和“Calibrator”校準或進行維修等操作時才需要。在一般用戶的工作狀態下，它們的損壞不會對硬盤的工作產生影響。