Восстановление GPT при помощи gpart

Вчера, наконец-то, внёс поддержку gpart recover в head/. Через две недели планирую сделать MFC в 8-stable, если всё будет хорошо. Но хотелось бы успеть до заморозки кода перед началом подготовки к релизу, иначе в 8-ку это всё попадёт уже нескоро.

Немного подробнее. Прежде всего стоит заметить, что теперь при обнаружении повреждений метаданных таблица GPT будет помечена как corrupt и с ней будут запрещены любые действия. Т.е. если раньше вы получали в консоль сообщения о повреждённой GPT и могли по-просту не обращать на них внимания, то теперь игнорировать не получится :)

Запрещать любые действия было бы не логично, если не предложить что-то взамен. Взамен предлагается своего рода гарантия, что вы ничего случайно не сломаете, а так же возможность починить таблицу разделов, либо, если она вам не нужна - уничтожить её совсем. Для возможности уничтожения таблицы пришлось переделать "gpart destroy -F". Теперь форсированное уничтожение выполняется внутри ядра, а не в userspace как раньше.

Что бы знать какие типы повреждений возможно восстановить в GPT при помощи gpart, нужно иметь представление о том, как устроена GPT. Если коротко, то состоит она из заголовка и самой таблицы разделов. Всё это дублируется. Заголовок основной таблицы находится во втором секторе диска, за ним следует таблица разделов, её размер может быть различным. Заголовок резервной таблицы находится в последнем секторе, таблица располагается в предшествующих ему секторах. Содержание таблиц идентично и должно иметь одинаковую контрольную сумму. А вот заголовки отличаются, в них сохраняются номера секторов, в которых находится сам заголовок и его копия, номер начального сектора таблицы и границы пространства для использования партициями. Часть этой информации отображается в выводе команды gpart list:

> gpart list ada1
Geom name: ada1
state: OK
fwheads: 16
fwsectors: 63
last: 320173022
first: 34
entries: 128
scheme: GPT

Здесь first и last - номера секторов, ограничивающих доступное пространство для разделов GPT, entries - максимальное количество записей в таблице, другими словами максимальное количество партиций.

Так же, ещё одним обязательным условием для работы с GPT является наличие PMBR, который занимает первый сектор. Если повредить содержимое PMBR, то класс PART не будет даже искать GPT на диске. Такова особенность. Поэтому если ваша GPT не обнаруживается совсем, ядро не выдаёт никаких сообщений, связанных с GPT, первым делом стоит восстановить PMBR. Его копию можно найти в файле /boot/pmbr. Нужно всего лишь записать его в первый сектор диска. Это автоматически инициирует поиск метаданных различными GEOM классами, в том числе и GEOM_PART_GPT.

Теперь о возможных повреждениях. Первое - это повреждение основного заголовка или таблицы GPT. При обнаружении такого повреждения ядро выдаст сообщение:

GEOM: provider: the primary GPT table is corrupt or invalid.
GEOM: provider: using the secondary instead -- recovery strongly advised.

Здесь provider - это имя диска, например ad0. Кроме этого сообщения, которое обычно можно увидеть только во время загрузки системы, о том что ваша GPT повреждена могут расказать команды gpart show, list и status.

> gpart show
=>        34  1250263661  ada0  GPT  (596G) [CORRUPT]
          34         256     1  freebsd-boot  (128K)
         290     8388608     2  freebsd-swap  (4.0G)
     8388898  1241874797     3  freebsd-zfs  (592G)

> gpart list ada0 | grep state
state: CORRUPT

Следующий тип - повреждение резервной копии заголовка или таблицы GPT. Как частный случай сюда же относится вариант несоответствия резервной и основной копий (например, когда в основной копии заголовок и таблица с одними данными, а в резервной - с другими, но сами по себе они являются вполне корректными). В это случае GPART просто воспользуется данными из основной копии. Сообщение от ядра в этом случае будет таким:

GEOM: provider: the secondary GPT table is corrupt or invalid.
GEOM: provider: using the primary only -- recovery suggested.

Третий случай, когда таблица GPT будет помечена как повреждённая - это неверное расположение заголовка резервной копии GPT. Такое может случится, например если у вас GPT создана на каком-то виртуальном носителе, который умеет расширяться путём добавления новых дисков. Либо, просто, например, вы создали GPT на gmirror устройстве, но забыли загрузить класс geom_mirror. В этом случае размер провайдера увеличится, так как gmirror резервирует пространство под свои метаданные.

Теперь, собственно про восстановление. Всё что нужно сделать - правильно выбрать носитель, на котором восстанавливать GPT и выполнить команду:

# gpart recover ada0

В моём примере это ada0. Почему я выделил слово "правильно"? Вернёмся к примеру, в котором GPT создана поверх gmirror. Так вот, если забыть загрузить gmirror, то GPT будет найдена на том диске, на котором создан gmirror. И соответсвенно, если выполнить gpart recover для этого диска, то все параметры заголовка GPT будут перерасчитаны, а значит изменится и значение last - границы последнего доступного сектора, а так же, в последний сектор диска будет записан заголовок резервной копии GPT, который уничтожит метаданные gmirror. Хорошо, если это именно то, чего вы хотели :)

Подитожив всё написанное выше, хочется ещё раз напомнить, что восстановление данных это ответственный процесс, нельзя делать его не обдумав. Это относится не только к теме данной заметки.