虚拟磁盘格式2：VHD
参考文档：Virtual Hard Disk Image Format Specification
VHD是一种微软支持的虚拟磁盘格式，结构如下图所示
当虚拟磁盘文件大小超过了文件系统文件大小的限制，可以将虚拟磁盘文件分割为多个文件，第一个文件包含磁盘头等，扩展名为.vhd，最后一个文件包含磁盘尾，除第一个文件外，扩展名都以.v01，.v02等命名
本文以“新建虚拟硬盘.vhd”为例，它是一个Differencing磁盘，父磁盘是同目录下的my.vhd
种类
VHD虚拟磁盘有三种类型：
- 固定磁盘：创建时已经预先分配了存储空间
- 动态磁盘：随着文件的不断写入，逐步分配存储空间，直到达到预先设置的存储空间
- Differencing磁盘：当需要多个系统盘时，可以将系统装在一个父盘中，其它Differencing磁盘依赖于父盘，从而节省安装系统的空间。参考：https://blog.51cto.com/yupeizhi/1317925与https://www.techtarget.com/whatis/definition/differencing-disk
格式
所有采用大端存储
磁盘头
各字段意义如下：
| 偏移 | 意义 |
|---|---|
| 0-7 | 磁盘头标识，值为“cxsparse” |
| 8-F | 下一个结构的偏移，如未被使用，值设为FFFFFFFF |
| 10-17 | 块表的偏移 |
| 18-1B | 头版本号 |
| 1C-1F | 目前的最大块数，最大块表项数，等于磁盘大小除以块的大小 |
| 20-23 | 块的大小，值必须为2的幂次 |
| 24-27 | 磁盘头的校验和 |
| 28-37 | 父磁盘的唯一标识，Differencing类型磁盘会存储 |
| 38-3B | 父磁盘的时间戳，从2000.1.1 12:00:00 AM in UTC/GMT以来的秒数 |
| 3C-3F | 保留 |
| 40-23F | 共512B，父磁盘文件的unicode值 |
之后的字段仅用于Differencing类型磁盘，每24B一项，共8项，每一项存储一个父磁盘的定位器，用于定位Differencing类型磁盘的父磁盘的位置，每一项的结构如下
| 偏移 | 意义 |
|---|---|
| 0-3 | 表示定位器的路径格式，W2ru：windows下的相对路径，W2ku：windows下的绝对路径 |
| 4-7 | 存储父磁盘定位器所需的扇区数 |
| 8-B | 父磁盘定位器的字节数 |
| B-F | 保留 |
| 10-17 | 父磁盘定位器的偏移地址 |
在例子“新建虚拟硬盘.vhd”中前512B为磁盘尾副本，直接看磁盘头，数据如下：
红框处为磁盘头标识，值为“cxsparse”
红线处为块表的地址，这里为20 00，即8192B
蓝色划线处为最大块数，值为15，因为现在磁盘文件30M，一个块2MB，所以目前最大块数为15
黄色划线处为每块大小，值为2097152B，也就是2MB
黑框及以后为父磁盘文件的unicode值，这里可以看到其确为父磁盘my.vhd的路径
从粉框开始为Differencing类型磁盘的专属字段，只看第一个24B即第一项
粉框处为定位器的路径格式，这里为W2ku，表示windows下的绝对路径
绿框表示存储父磁盘定位器所需的扇区数为4096
紫框表示父磁盘定位器的字节数为60B
紫线处表示父磁盘定位器偏移为4096B
跳转到4096B处，如下图所示，发现确实为绝对路径。而且确实使用了60B
接下来的24B为相对路径格式存储的父磁盘定位器，跳转到其偏移，数据如下图所示
磁盘尾
各字段意义如下：
| 偏移 | 意义 |
|---|---|
| 0-7 | 指明磁盘创造者的唯一标识，值为“conectix”的ASCII |
| 8-B | 表示磁盘的特殊类型，1：临时磁盘，关机时就删除，2：默认保留值 |
| C-F | 文件版本号 |
| 10-17 | 数据的偏移，从虚拟文件开头到下一个结构的偏移，对于固定类型磁盘，值为FFFFFFFF |
| 18-1B | 时间戳，从2000.1.1 12:00:00 AM in UTC/GMT以来的秒数 |
| 1C-1F | 创建该虚拟磁盘的应用标识 |
| 20-23 | 创建该虚拟磁盘的应用的版本 |
| 24-27 | 创建该虚拟磁盘的操作系统标识，Wi2k：windows |
| 28-2F | 磁盘原始大小，以字节为单位（值仅供参考） |
| 30-37 | 磁盘现在大小，以字节为单位，磁盘创建时与磁盘原始大小相同，之后随着扩展而改变 |
| 38-39 | 磁盘柱面数 |
| 3A | 磁盘磁道数 |
| 3B | 每磁道扇区数 |
| 3C-3F | 磁盘种类，2：固定磁盘，3：动态磁盘，4：Differencing磁盘 |
| 40-43 | 校验和 |
| 44-53 | 磁盘唯一标识 |
| 54 | 保存状态标识，如果值为1，表示磁盘处于保存状态，不能进行压缩扩展 |
| 55- | 保留，共427B |
磁盘中第一个扇区数据如下所示，是磁盘尾的副本
磁盘最后一个扇区如下所示，是磁盘尾，数据都相同
红框处为磁盘创造者标识
红线处为从虚拟文件开头到下一个结构的偏移，为512，所以该磁盘尾大小为512B，磁盘头从512B处开始
黑线处为创建该虚拟磁盘的操作系统标识，值为Wi2k，也就是windows系统
绿线处为磁盘原始大小和现在大小，值都为480B
连续三个黑框表示磁盘柱面数，磁道数，扇区数分别为：903，4，17（这里似乎不对，暂不明白）
蓝线处值4，表示类型为Differencing磁盘
块表和数据块
块表中每一项对应一个块，存储这个块的偏移地址（相对于整个磁盘），未被使用的块表中的项全部初始化为F
数据块中包含一个扇区位图和数据。对于动态类型磁盘，扇区位图表明哪个扇区存储有数据（1填充）。对于differencing类型磁盘，哪个扇区在differencing磁盘中（1填充），哪个扇区在父磁盘中（0填充）。在文档中说存在，但是实际例子中没有找到扇区位图，这里存在疑问
从上知块表在偏移8192处，数据如下，只使用一个块，值为159，即该数据块从159扇区处开始，即159*512=81408
数据块如下
