HOWTO: Recover damaged FreeBSD UFS2 file systems with damaged master super-block
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注意：本文介紹的方法部分，假定讀者對UFS文件系統，以及FreeBSD的日常操作相當熟悉；請勿輕易執行本文介紹的操作，本文中的操作，可能導致fsck_ffs(8)無法修正的嚴重問題。由於在此本人已明確告知讀者這一風險，據此，對於由於執行這些操作導致的任何數據損失，本人明示不承擔任何責任。
FreeBSD的UFS文件系統的布局結構，在設計時已經考慮到了磁盤立體結構上發生各種損壞的可能性。UFS考慮到了磁盤可能發生單軌、整柱面或整面磁盤的數據發生損毀的可能性。
一般而言，文件系統都需要保存帶有“索引”或“描述”性質的關鍵數據，通常這種數據也稱為“元數據”(metadata)。在UFS和UFS2文件系統中，這些元數據包括了超級塊(super-block)、柱面組記帳信息等。在UFS2文件系統中的每個超級塊大約需要占用3個扇區，它包含了對整個文件系統的描述性信息，因此對於文件系統而言，超級塊是非常重要的。在最初的FFS(Berkeley Fast File System，FreeBSD的UFS和UFS2文件系統，事實上是FFS的演化版本)設計中，為了使文件系統在遭到毀滅性打擊，如硬盤發生整軌、整面或全柱面損毀時能夠得以恢復，在文件系統初始化時，會將超級塊復制到整個磁盤的多個位置，以便在發生硬件損壞時能夠讀取。
有時，由於軟件或臨時性的硬件信號干擾，也會導致超級塊損壞。在文件系統掛載時，系統只會讀取主超級塊的內容；此處也會保存一些記帳信息。主超級塊在文件系統的生命周期內，會不斷地發生修改，以反映文件系統目前的狀態。為了確保備份的安全，備份超級塊不會跟進這些變動。在必要時，fsck_ffs(8)程序能夠根據磁盤上的其它元數據，重新計算應該應用到超級塊上的變動。
在FreeBSD中，對於損毀嚴重的主超級塊，系統會給出超級塊不正確的提示而拒絕掛載；fsck_ffs(8)在不指定使用備份超級塊時，也會出現類似的問題(我認為這是一個bug，在大約1994年的時候引入，如果有時間的話我會修正這個問題)。要在fsck_ffs的過程中指定使用哪個超級塊，可以使用fsck_ffs的-b參數來指定。
我個人建議，只要條件允許，在執行任何數據恢復操作之前，第一步是先將整個磁盤分區進行備份。在FreeBSD中，可以使用dd來完成這項任務。然後，所有的操作，都應在副本而不是正本上運行。如果正本屬於硬件損壞，特別是介質損毀，還應從副本復制副本來用於實際操作。
如何確定備份超塊的位置
對於UFS2而言，第一個備份超塊的位置，通常在該文件系統的第160扇區。如果之前沒有記錄超塊的其它備份的位置，可以用下列命令來得到：
newfs -N /dev/da0s1a
注意，如果在執行newfs時指定了任何其它參數，還需要一起指定。注意，-N是必須的，否則newfs將真的創建文件系統，並使恢復超塊不再可能。
這之後，可以嘗試使用fsck_ffs(8)來修復：
fsck_ffs -b 160 -fy /dev/da0s1a
對於損壞非常嚴重的文件系統，則不應使用前述操作，而應在確認備份超塊沒有問題的前提下，直接使用它來覆蓋。
下面的命令，能夠將位於/dev/da0s1a文件系統的備份超塊以類似debug的形式dump出來：
dd if=/dev/da0s1a iseek=160 bs=512 count=3 | hexdump -C
一定要仔細確認這個超塊沒有受到損毀！請參見 sys/ufs/ffs/fs.h 中定義的struct fs結構。
之後，首先備份現有的、占據超塊位置的數據。這一步並非嚴格必須，但很明顯，做事後諸葛亮是沒有意義的。對於UFS2文件系統，主超級塊的起點是文件系統的第128扇區（隨配置不同，這個值可能有所差異）。
dd if=/dev/da0s1a iseek=128 bs=512 count=3 of=bad_superblock
接下來，復制備份超塊到一個文件：
dd if=/dev/da0s1a iseek=160 bs=512 count=3 of=backup_superblock
最後，用該超塊覆蓋主超塊：
dd if=backup_superblock oseek=128 bs=512 count=3 of=/dev/da0s1a
由於統計信息均不正確，此時磁盤不應投入正常使用。由於我們首先要做的是修復數據，因此此時應以只讀方式掛載：
mount -ordonly /dev/da0s1a /mnt/
並從其中復制數據：
cd /mnt
find . -type f [其它條件] | tar cfT - - | tar xf - -C /recovery/
這之後，使用fsck_ffs(8)對其進行處理，可以進一步得到一些數據：
fsck -fy /dev/da0s1a
幾點需要注意的事情：
a) 掛接損壞的文件系統，有可能隨時導致內核以極其慘烈的方式崩潰。目前為止，我發現過的此類問題均已進行了修正，但很難說這類問題已經完全不存在。理想狀況下，應使用NFS掛接一個遠程的文件系統用於寫操作；每處理完一個損壞的文件系統，應重啟一次。
b) 損壞嚴重的文件系統會包含一個甚至大量損壞的柱面組信息。這些信息會使文件信息發生損壞。這種情況幾乎已經沒有可能修正數據了，在復制數據時，應剔除這些數據。
c) 前述操作必須非常小心進行。所有操作均可能導致fsck無法修正的問題。
