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文章: 288
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連載 硬碟救援技術深度解密
原創:OSSLab thx
數據恢復是門很有趣的事 OSSLab 團隊基於已經把Storage 相關技術已經研究(惡搞)差不多了 因此接觸了這塊領域 (包含應用職權應逼國外FAE ,RD吐資料,購買各種新款設備) 可惜我們實驗室沒有ATA protocol analyzer 小弟就來慢慢解密單硬碟的資料救援原理 設備.指令 等.... 對硬碟做資料救援,第一步是先要看懂ATA訊號 觀看ATA 訊號正常否可用 可下載 Victoria http://www.osslab.org.tw/Storage/Da...ftware/Victoria ATA 訊號 BIT7: BSY (busy) BIT6: DRDY (device ready) BIT5: DF (Device Fault) BIT4: DSC 或DRSC (seek complete) BIT3: DRQ (Data Transfer Requested) BIT2: CORR (data corrected) BIT1: IDX (index mark) BIT0: ERR (error)  上面為正確硬碟ATA訊號回應 一般故障硬碟會有下面幾種可能 1. 完全無ATA 訊號反應 電機沒轉 2. 完全無ATA 訊號反應 電機有轉 3. 有 ATA 反應 ,BSY 不就緒狀況 電機沒轉 4. 有 ATA 反應 ,BSY 不就緒狀況 電機有轉 5.ATA 待命正常如上圖 ,但容量 型號 其中之一錯誤 電機有轉.(Bios 會出現錯誤) 6.ATA 待命正常如上圖 ,但容量錯誤 電機有轉. 7.ATA 待命正常如上圖 ,容量 型號 都正確 電機有轉. 但無法正常運作 以上每種故障狀況各有千奇百怪種理由..因為有可能硬碟軟硬體層面出問題.而碟片與磁頭偏偏又很脆弱 1.硬體PCB ,HDA 問題 HDA (Head Disk Assembly) 稱之為磁頭磁片總成或盤體 碟片 (Platter)、磁頭(Head) 、磁頭臂(Acutaor) 、主軸馬達(Spinde motor)、前置訊號,放大器( Preamp) ,音圈馬達 VCM ) 其中之一壞 修理HDA 必需在無塵室.. 2.PCB 上 電路損壞或 Flash memory (NV-RAM ,ROM ) 固件遺失. 硬碟啟動原理就像一台電腦主機一樣. Hitachi HDD 為例 . Mask ROM code 起動-->NV-RAM 放起始SA 啟動區位置,啟動後還要Loading 在磁片上 Service area "硬碟應用程式"之後...... 整顆硬碟才ATA 待命正常...硬碟抓的到正確型號跟容量 所以載入碟片上module 起動失敗 部份狀況會bios認不到硬碟或報錯 要是這塊失敗 有二個處理方式 1.電路版熱交換法 2.虛擬LDR載入法.. 電路版熱交換方法很簡單,讓一塊已經"開好機"讀取好硬碟module 的PCB 停掉電機,再移去別顆 HDA上處理強制Scan data區. HDA內問題 最多是磁頭讀取不良 若碟片資訊還良好.此時就要更換磁頭 但是正確說法是更換磁頭臂組(HSA) 磁頭是由晶圓刻成.Slider，因為空氣動力學特性，能夠在盤片轉動帶來的空氣墊上滑行並穩定在一個高度範圍內 (離碟片高度約為 1 micro mm) Slider便被固定在磁頭臂前端的懸架上，後面引出相應的電路，即所謂的HGA（Head Gimbal Assembly，磁頭懸架組件）。由於同一張盤片上下兩面的HGA方向相對，所以便有A、B兩種類型的HGA 幾個HGA（一張盤片需要1或2個）堆疊在一起，再加上前置放大器（preamplifier），+VCM 線圈就形成HSA（Head Stack Assembly，磁頭臂組件）。  更換磁頭就是更換磁頭臂組 (HSA) 以下為HSA 更換影片 http://www.youtube.com/watch?v=0QdwWI5gpFc 更換HSA 後 某大公司在網路嘴泡說要用 SERVO TRACK WRITING去定位.Head 再組裝實際上直接更換上就可. 只要碟片無嚴重損毀,固件區正常.HSA 自動會尋道.正常定位就續.更換環境 基本上至少要用低塵工作台.就可以進行拆卸.並且該做防靜電處理 其實近1x年硬碟已不用 SERVO TRACK WRITING Tool.因為Servo Tool 昂貴佔用時間又長.整體流程會卡死 所以Maxtor 研發了embedded servo(自校驗) 待續............................... 更多圖文 與本文最終修訂 http://www.osslab.org.tw/Storage/HDA http://www.osslab.org.tw/Storage/Da...ery/Example/ATA (圖與影片原出處 為張慶彬與ACSDATA)
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2010-06-03, 11:27 PM
#1
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Elite Member
  加入日期: Mar 2003 您的住址: Vancouver, Canada
文章: 15,006
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passing by...
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2010-06-03, 11:29 PM
#2
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Major Member
加入日期: Jun 2000 您的住址: Taipei
文章: 288
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更換後HSA 硬碟,加上碟片上應該有壞軌, 其實已經都不太能工作太完美與正常..
這時需要始用強拷機將資料copy出來..否則用一般ATA 介面讀取大量壞軌硬碟一定會CPU loading最高.不會自動複位 強拷機 1.PC3000+DE http://www.osslab.org.tw/Storage/Da...are/PC3000/UDMA 2.DeepSpar Disk Imager http://www.osslab.org.tw/Storage/Da...par_Disk_Imager 3.Xlysoft Data copy King http://www.xlysoft.net/Data-Copy-King.html 早期某些國際級 Data Recovery 公司 就是更換HSA與上面Sector 強拷就做營運... 那時代對固件區瞭解度還不夠... 但是實際上 硬碟不是全然把程式都放在PCB 上,包含缺獻表,啟動程式,ATA password等 都是放在碟片上... 那維修工具怎樣訪問硬碟固件區 與電路版 1.ATA or SCSI Command 所有ATA (SATA)硬碟維修設備都以ATA command做為跟硬碟embedded system 基本通訊介面. 因此若使用此模式,硬碟必定需為ATA 訊號可就緒正確運作狀況. 在非PCB硬體損壞下,硬碟都有安全模式等狀況可以進入正常ATA通訊狀況. 同為ATA 通訊介面.一般ATA 介面都可發出此指令.因此部份硬碟廠廠級維修軟體為純軟體配上一般電腦就可. 效率源用USB to ATA Bridge , PC3000 則用 PCI to ATA Controller 2.UART 類似手機這類embedded system ,部份硬碟帶有 UART port. Serial RXD、TXD、GND 訊號腳位.訊號類似Nokia MBUS.所以Ca-42 這條線通用. 如須跟用電腦RS-232做通訊必需做電位轉換.在終端機下指令. 目前只有Seagate 全系列,部份三星2.5 ,富士通,Toshiba1.8 才有UART .7200.11 通病跟解ATA password 都可以 目前只有Seagate 指令有被各方Hacker公開. 如果你指令熟使用UART介面維修成本最低 ,一條 NT 300 Nokia CA-42線就可以. 3.電源控制 切換硬碟運作模式 ,若不想手動斷電時.能用軟體切換電源是最方便的. 選擇那套硬體維修設備關鍵在於 1.支持硬碟多寡 2.功能性 3.固件庫普遍與交換性 4.易用性 5.客服支持 除了Pc3000,xlysoft 外還有 Atola Insight  亞洲區應該沒有幾台.. MHDD 原作者 Dmitry Postrigan做的 像這種就更傻瓜化.不過目前功能不滿意 其實我覺得 Pc3000這種UI與思考設計問題 是很糟的..若沒有人教.恐怕摸了個幾年還是不知其所然.. 遇過太多人 只會像土腳醫生一樣 見頭治頭痛 對於一顆硬碟真正工作原理確不懂..>< 未來維修工具該能全手動化跟傻瓜化並存 而且應該 1.增加PCB 電源與數位訊號檢查點 這樣可以快速判定是否電機或是pcb 上損壞. 加快維修簡易度 .. 2.自動上網更新共享固件庫功能( 雖然原廠可能臉色會非常臭) 3.自動判定可能故障狀況,給與一鍵修複.. 設備只是良好Data recovery 其中一小部份..最重要的應該是技術跟經驗.
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2010-06-03, 11:45 PM
#3
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Senior Member
加入日期: Jul 2005
文章: 1,141
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好文，加入追蹤！
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髒手很難把東西洗乾淨 |
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2010-06-04, 01:04 AM
#4
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Golden Member
加入日期: Jun 2002 您的住址: 地獄18層
文章: 3,233
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之前有顆硬碟故障的情形讓我很無言
一開機XP光棒正在跑，跑到一半給我藍畫面，重開機 幾次都一樣，那時四次吧，然後硬碟燈會一直亮著 然後拔下來去插別台電腦，就開始掃硬碟 此為錯誤動作，因為有時候可以救回，有時候會弄得更糟 最後出現跟我說啥error的，幾次後我就放棄了 然後用spfdisk去掃他，有出現一大塊紅色區塊 而那個區塊很詭異，每次跑，壞的地方都不一樣 其實已經放棄了 最後，用USB快捷線，插上去，燈號就開始狂閃 沒想到這次區然出現了正常的三個分割區 C槽沒啥東西，跳過，就先摳D槽，蠻大的約120GB，大約複製了100GB左右，硬碟又恆亮 真慘，其實最重要的是在E槽  之後每插上USB快捷線，都會跑很久，才會在電腦裡面出現硬碟的型號 然後用R-studio去跑，掃完後，會直接跳掉程式強制關閉(我買正版)... 為何會壞掉...點腦從車上摔下來，前端外殼先著地...   可是硬碟不是號稱關機狀態有很強的抗撞能力嗎 後來想想，也有可能是那次我順便清電腦，去把電路板撞到 所以正在等網拍上面有沒有人出清二手
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徵你不要的AM4 CPU 徵你不要的SATA接頭斷裂SSD 
此文章於 2010-06-04 01:38 AM 被 supermaxfight 編輯. |
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2010-06-04, 01:33 AM
#5
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Master Member
加入日期: Dec 2001
文章: 1,747
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的確需要推一下的好文.
對了. 以前好像有聽過一種說法, Hitachi 的硬碟資訊處理的方式跟其他廠商有點不一樣, 因此 Recovery 的難度較高..... 不知道這個說法是否有根據 ? |
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2010-06-04, 01:33 AM
#6
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Senior Member
加入日期: Nov 2003 您的住址: ROC
文章: 1,204
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好文，推一下，加入追蹤！
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期待入手 Nikkor-N Auto 28mm F2 AI改 Leica 50mm f/1.0 NOCTILUX-M 莫名其妙入手 |
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2010-06-04, 01:34 AM
#7
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Major Member
加入日期: Jun 2000 您的住址: Taipei
文章: 288
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引用:
以上狀況 固件區壞了大於電路版問題.. 固件為保險起見通常會放三份... 最麻煩修的應該是wd .常有同型號不同DCM 電機架構. 比如說DCM: HSEHYV2AH 1- Motor (H) 2- Base (S) 3- Latch (E) 4- Bottom VCM (H) 5- Media (Y) 6- Headstack (V) 7- Actuator-Preamp (2) 8- Top VCM (A) 9- Separator (H) 要找到剛好對應的料件更換hsa 或PCB會有點麻煩... 本文暫不討論RAW DATA 還原,包含RAID 與一般分區格式救援...
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2010-06-04, 01:49 AM
#8
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Golden Member
加入日期: Jun 2002 您的住址: 地獄18層
文章: 3,233
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引用:
感謝你的解說 所以那顆Seagate 320GB IDE就隨緣去了  F槽應該也是120GB，但我沒那錢去跟內湖那家公司打交道 我一看到要指定資料夾名稱、檔案名稱，我心中就豎起中指了 
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徵你不要的AM4 CPU 徵你不要的SATA接頭斷裂SSD
此文章於 2010-06-04 01:58 AM 被 supermaxfight 編輯. |
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2010-06-04, 01:56 AM
#9
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Major Member
加入日期: Jun 2000 您的住址: Taipei
文章: 288
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引用:
不用去內湖公司就可以處理..而且內湖公司目前常用的設備只有 xxxx ,oooo ,zzzz 其他都............................... 指定目錄跟資料夾.部份來講狀況是不能怪他們... 不過他們該先導引出主MFT後 給客戶再回想一下.會比較理想 雖然各位如果知道成本可能會..................................... 所以本文就不方便說成本.如果有演講時再偷偷講好了 XD
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2010-06-04, 02:09 AM
#10
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