简介 在上世纪 90 年代中期，Microsoft® Windows® 等操作系统由于太大而无法装入软盘中时，引导 CD-ROM 的能力变得至关重要。（来自 Phoenix Technologies 和 IBM 的一项 1994 年的规范）描述了 BIOS 如何读取 CD-ROM 并运行引导过程。一个名为 的 ISO 9660 扩展是描述引导信息的数据格式的最常用方式之一。大多数 Intel® 固件都遵循 El Torito 规范。
但是，IBM® Power Systems™ 没有采用 ISO 9660 有关此引导过程的建议。要在 IBM Power® 服务器中引导一个 ISO 镜像，保存数据的介质需要在一个名为 的目录内提供一个名为 bootinfo.txt 的文件。此文件包含将用于引导该镜像的固件的操作说明。
在需要处理多个架构镜像的软件中，这一区别可能增加了复杂性，比如像 这样的 VM 管理器。通过反复试验 来引导镜像不是一种可行的选择。挂载镜像会提示我们存在文件 /ppc/bootinfo.txt，但挂载过程需要至少与 ISO 镜像相同的磁盘大小、特殊特权，而且还会花不少时间。一种替代解决方案是按原样、逐字节地读取 ISO 镜像，并尝试找到该文件。此方法之所以行得通，是因为所有 ISO 文件都需要实现 ISO9660 文件系统，提供一种标准方式来描述介质中的文件。本文剩余部分将通过编码示例分析这个替代方案。
下一节将介绍 ISO 9660 标准，所有 ISO 文件都要使用它，无论其架构如何。后续各节将介绍如何按照 ISO 9660 建议访问 ISO 文件中的所有文件。本文还提供了一个使用 Python 语言编写的编码示例，并讨论了其他备用的编码方案。最后一节将会总结并讨论结果。
ISO 9660 标准此标准不仅得到了 CD-ROM 的广泛使用、DVD、蓝光光盘以及甚至闪存驱动器也在使用它。尽管它对如今的需要而言具有严重的限制（这已通过其扩展修复），但它描述了一种在介质内存储和读取数据的简单方式。
从 ISO 文件的第一个字节开始，接下来的 32 KB 被标记为系统区域 且未被使用。在系统区域之后，我们有多个扇区（= 2048 字节，也称为逻辑块）描述镜像中存在的卷。每个卷拥有自己的类型和内容，但都采用了同样的布局：
图 1. ISO 9660 中通用的卷描述符格式 最重要的卷描述符是主要卷 (Primary Volume) 和引导记录卷 (Boot Record Volume)。主要卷包含如何读取文件系统的剩余部分的信息，包括目录位置、扇区数量等。引导记录卷告诉 BIOS 如何启动 ISO 镜像。在 El Torito 标准中，引导记录卷保存了引导目录 (Boot Catalog) 的位置，引导目录是可用磁盘镜像的索引。请注意，一个介质中可存在多个引导镜像，因此可能需要这样一种索引。终结卷 (Set Terminator Volume) 标记 ISO 文件的卷记录清单的结束。
图 2. ISO 9660 卷和引导目录在 ISO 9660 文件系统中找到一个文件如上一节中所述，主要卷记录包含该 ISO 中的文件的信息。一个信息就是路径表的大小和位置。此表包含介质中存在的所有记录的列表。此路径表中的数据的格式如下所示：
图 3. 路径表模型 标识符的长度为 ‘directory identifier’ 字段的大小，该字段在大多数情况下是该目录的名称。第二个字段提供该目录的额外信息，用在 ISO 9660 的一些扩展中。‘Location of extend’ 是表示此条目的目录记录的逻辑数据块。‘Directory number of parent directory’ 是表示父目录的逻辑地址的指针。如果目录标识符的长度为偶数，则会存在填充字段（值为 0），否则不存在填充字段。这可以确保每个条目都从一个偶数字节数开始。
可在路径表中找到 ISO 9660 文件系统的目录，但是，如果要查找特定文件，则需要搜索相应的目录记录。此记录保存了有关该目录中的每个文件和子目录的所有信息。
图 4. 目录记录模型 出于本文的用途，我们需要分析以下字段：
‘length of file identifier’ 和 ‘file identifier’ 用于读取文件/子目录的名称
‘padding’ 仅在记录的长度为偶数时存在
有了此信息，我们就可以定义一个算法来查找 /ppc/bootinfo.txt 文件，确定该 ISO 是否可以在 Power Systems 服务器中进行引导。
图 5. 查找 ‘/ppc/bootinfo.txt’ 文件的算法 请注意，此算法可调整来查找任何文件 - 只需按路径的逆向顺序查找该文件，查找所有目录，直到到达包含我们查找的文件的目录。
我们可以在下一节中的示例代码中看到此概念的实际应用，届时我们将打开一个 IBM Power 服务器 ISO 文件来检测它是否可引导。
一种 Python 实现以下代码是我们目前为止讨论的概念的实用示例。这段 Python 脚本加载了这个 ISO 文件作为参数，评估该镜像是否可由 Power Systems 固件引导。通过读取它的内部注释，可以了解此工作流。这个 是我提交到 Kimchi 项目的补丁的调整版本。
将内容保存在一个名为 detect_ppc_iso.py 的文件中，然后使用以下命令运行该文件。
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$ python detect_ppc_iso.py <pc_iso>
请参阅 部分，以便获取 detect_ppc_iso.py 文件。
其他备用方案 上一节中提供的实现打开了一个 ISO 镜像文件，使用 ISO 9660 标准逐字节地读取它的内容，以便查找可引导的 Power Systems 文件 /ppc/bootinfo.txt。
还有一些开源库也能够读取 ISO 文件并提供相同的结果。在一些安装了 的 Linux® 发行版中，可以使用 isoinfo 命令从 ISO 文件检索相关信息，包括是否存在针对 Power Systems 固件的引导文件。
清单 1. 使用 isoinfo 在 ISO 文件中查找 ‘/ppc/bootinfo.txt’ 文件
第一个命令将会读取 ISO 镜像的主要卷描述符并检索其中的信息。第二个命令会查找 /ppc/bootinfo.txt 文件并将其内容转储到标准输出。
尽管使用 isoinfo 命令或其他任何备用方案可能更简单，但该命令是在 OS 中安装额外的包和在未来生成对它们的依赖关系的前提条件。除非您的软件大量使用了这些库所提供的 ISO 操作特性，但检查一个 ISO 文件能否在 Power Systems 服务器上进行引导，这是一个可以使用前一节中的代码完成的任务，该代码可跨操作系统和平台运行，仅依赖于 Python 核心库。
最重要的卷描述符是主要卷 (Primary Volume) 和引导记录卷 (Boot Record Volume)。主要卷包含如何读取文件系统的剩余部分的信息，包括目录位置、扇区数量等。引导记录卷告诉 BIOS 如何启动 ISO 镜像。在 El Torito 标准中，引导记录卷保存了引导目录 (Boot Catalog) 的位置，引导目录是可用磁盘镜像的索引。请注意，一个介质中可存在多个引导镜像，因此可能需要这样一种索引。终结卷 (Set Terminator Volume) 标记 ISO 文件的卷记录清单的结束。
在 ISO 9660 文件系统中找到一个文件如上一节中所述，主要卷记录包含该 ISO 中的文件的信息。一个信息就是路径表的大小和位置。此表包含介质中存在的所有记录的列表。此路径表中的数据的格式如下所示：
标识符的长度为 ‘directory identifier’ 字段的大小，该字段在大多数情况下是该目录的名称。第二个字段提供该目录的额外信息，用在 ISO 9660 的一些扩展中。‘Location of extend’ 是表示此条目的目录记录的逻辑数据块。‘Directory number of parent directory’ 是表示父目录的逻辑地址的指针。如果目录标识符的长度为偶数，则会存在填充字段（值为 0），否则不存在填充字段。这可以确保每个条目都从一个偶数字节数开始。
出于本文的用途，我们需要分析以下字段：
请注意，此算法可调整来查找任何文件 - 只需按路径的逆向顺序查找该文件，查找所有目录，直到到达包含我们查找的文件的目录。