计算机术语hpa,hpa（计算机术语）_百度百科

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#计算机术语hpa

本文详细介绍了HDD的高级性能加速(HPA)技术，包括其工作原理、标准ATA-5的支持、使用工具如fwdir、fwdelete、fwbackup和fwrestor进行HPA设置、删除和数据备份恢复的过程。通过实例说明了HPA在保护数据和硬盘管理中的应用。

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HPA，是ATA的标准，ATA-4就包含了HPA，通俗的理解就是设置读取的硬盘最大的扇区号，从而把高端的内容隐藏起来，这个最大的扇区号能够写在硬盘的某个地方，因此即使你把这个硬盘挂到其它机器上，正常情况下你也看不到隐藏的内容，fdisk，pqmaigc之类的工具也把这个硬盘当做一个稍小容量的硬盘。HPA已经是用ATA-5的标准了，这个标准需要在HDD的 Firmware支持的。

中文名

hpa

概    念

设置读取的硬盘最大的扇区号，从而把高端的内容隐藏起来，这个最大的扇区号能够写在硬盘的某个地方，因此即使你把这个硬盘挂到其它机器上，正常情况下你也看不到隐藏的内容标    准

ATA-5

支    持

Firmware

hpa相关工具

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语音

所有相关的FW工具，在第一张恢复光盘的recovery目录下面，是对fw开头的那些文件，这里打了一个工具包上来。具体在后面逐个介绍。

附件: 406198-FWTOOLS.RAR

这个是psa驱动，在config.sys文件中加入它之后，才能在DOS下面查看HPA里面的内容。

附件: 406203-PSADISK.SYS

按AccessIBM之后出来的界面，就是这个程序，IBM叫它sight.exe。

附件: 406208-SIGHT.EXE

这个程序需要minidos.sys来支持。

附件: 406212-MINIDOS.SYS

hpa结构

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语音

先讲FW工具集中的fwdir命令。

这个DOS命令，和DOS的dir相类似，即查看HPA里面的列表，包括相应的ID，名字，第一扇区，容量大小等相关信息。如果已经有HPA了，在DOS下面运行fwdir，会看到如下类似的信息：

FWDIR version 1.00 - Copyright (c) 2002 Phoenix Technologies Ltd.

Detecting drives...

BEER Structure on Drive 2

Signature: 0xBEEF (Committed)

Capabilities: 0x0029

Native Max Sect: 117210239

Current Max Sect: 117210239

First HPA Sector: 112017857

Last Part sector: 112008960

Service Areas: 8

# ID Name 1st Sector Megabytes Sec Icon Flag

-- ---- ------------------------------ ---------- --------- --- ---- ----

0 000h FirstWare Reserved Area 117005431 100.000 0 00h 03h

1 100h SIGHT 117002548 1.408 3 FCh 21h

2 8104h Restore from backup 116999665 1.408 0 22h 21h

3 8105h Rec Boot 116983660 7.815 0 21h 21h

4 8800h BIOSWORKAREA 116979564 2.000 0 21h 06h

5 8888h Rec Data 112047980 2408.000 0 21h 06h

6 8101h Create Diagnostic Diskettes 112032920 7.354 0 24h 21h

7 8100h Run Diagnostics 112017857 7.355 0 23h 21h

可以看到HPA的结构，左边的ID部分相当重要，运行所有命令都几乎要涉及这个参数。

第一部分是保留区，由于无法查看里面的数据(如何查看，稍后的fwmount命令中讲述)，站长无法确定这个保留区的真正作用，这个区的大小正好是100MB；

第二部分是叫sight，里面只有两个文件，即minidos.sys和sight.exe，这个程序只有200多K，是一个标准的DOS程序，可以在DOS下面直接运行，即会看到启动时候按AccessIBM那样的界面，这部分只有一张软盘大小，运行chkdsk查看它的大小和一张标准软盘是一样的；

第三部分也是一张软盘大小，叫Restore from backup，即从备份中恢复的时候启动；

第四部分是Rec boot，即纪录引导区，大小是8MB，在AccessIBM中运行Recover to factory contents时从这部分引导；

第五部分是BIOSWORKAREA，用fwmount无法打开查看，站长只能从其它区域的情况和它的名字来推测它是相当于电脑的BIOS这样一个区域；

第六部分是Rec Data，就是四张恢复光盘的数据了，有2.4G大；

第七和第八部分就分别是制作检测工具盘和运行检测工具。

fwdir命令和其它相关命令的使用参数通常会涉及一个drv=0这样的，缺省时是使用drv=0，这个设备是硬盘插槽里面的硬盘，drv=1通常使用不了，它是指第一通道的从设备(主设备通常就是硬盘插槽的硬盘了)；drv=2则是第二通道的主设备(通常就是光驱位置的设备)，drv=3则是第二通道的从设备了。如果使用了UltraBay Slim硬盘托架，那么这个就是drv=2了。运行格式是：

fwdir drv=2

hpa删除

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语音

删除HPA的工具：fwdelete

使用很简单，如果要删除硬盘插槽里面的硬盘的HPA，输入：

fwdelete drv=0 all

然后按Y确认，即可删除。

如果是要删除UltraBay Slim硬盘托架里面的硬盘的HPA，输入：

fwdelete drv=2 all

然后按Y确认，即可删除。

执行此命令的时候，BIOS中的IBM PreDesktop Area设置不用改为Disable。但删除HPA后如果要利用这部分的硬盘空间(2.5G左右)，还得改为Disable才行。预先设置为Disable再执行fwdelete也可以的。

这个命令可以先用fwdir查看HPA结构之后，再用fwdelete逐个删除，在后面加上id=xxx这样就可以了。

fwdelete能够以最快捷、最直接的方式来删除HPA。对于一些网友在使用或研究HPA过程中非常有用。

站长在用东芝MK5024GAY硬盘研究HPA的时候，曾发生过HPA损坏，改为Disable后用DM、PQ或Windows来删除那块区域(HPA)都没有效果，表面上是删掉了，但一改回Normal，启动系统时马上就报1850错，或者是检验错，后来用XP安装光盘来删，也不行，象幽灵似的缠着不放。到后来发觉fwdelete命令时，一下子就干掉了，走了这么多弯路。

hpa备份恢复

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语音

HPA的备份与恢复：fwbackup和fwrestor

fwbackup是备份HPA的工具，重要参数有file，size，drv，其中file是指备份出来的文件，比如file=t40hpa，那么它会备份出来t40hpa.001,002,003这样的文件；size参数是指备份出来的文件的大小，比如size=650，那么备份出来的文件自动按每个650MB一个分割，drv参数和之前介绍的相同。

FWBACKUP Version 1.00

(C) Copyright 2002 Phoenix Technologies Ltd. All Rights Reserved.

USAGE: FWBACKUP file=<filename> size=<spansize> [drv=drive_no] [ver] [/?]

Optional parameters:

drv=n Specify drive to use. 0=pm,1=ps,2=sm,3=ss

ver Display version and build information.

/? Show this help message.

Note: If is specified the program will run in unattended mode

fwbackup可以在本机硬盘DOS下直接运行，通常可以用U盘或软盘或光盘启动到DOS下面，在硬盘上有FAT32格式的分区下面来操作，就可以备份。

和fwbackup对应，fwrestor就是恢复HPA的工具了。fwrestor参数相对简单一些，不用size来指定大小，它会自动寻找当前目录下面file=指定的文件名，然后恢复。运行fwrestor命令时，要求恢复的硬盘必须是没有任何分区的，否则恢复完成之后，会出错。

FWRESTOR Version 1.00

(C) Copyright 2002 Phoenix Technologies Ltd. All Rights Reserved.

USAGE: FWRESTOR file=<filename> [drv=drive_no] [verify] [ver] [/?]

Optional parameters:

drv=n Specify drive to use. 0=pm,1=ps,2=sm,3=ss

verify Compare data written to disk with data read from file

ver Display version and build information.

/? Show this help message.

运行fwbackup和fwrestor命令时，BIOS中IBM PreDesktop Area可以设置为Disable或Normal。但恢复完之后，必须要用恢复好的硬盘来放在硬盘插槽里面，并且在BIOS中IBM PreDesktop Area设置为Normal或Secure，才能按AccessIBM来恢复系统；放在UltraBay Slim插槽里面的话，即使用这块硬盘来启动，按AccessIBM进入只有一个Enter Setup Utilies一个选项，无法恢复系统。

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gpa 和hpa的c-bit 之间的关系
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<think>好的，用户现在问的是GPA和HPA的C-bit之间的关系。首先，我需要回忆一下之前回答的GPA到HPA转换过程，里面提到了EPT和NPT这些硬件辅助技术。用户可能已经了解基本转换流程，现在想深入理解其中的某个细节，比如C-bit的作用。 C-bit这个术语，在不同的上下文中可能有不同的含义。首先，我需要确定在虚拟化环境中，尤其是在EPT或AMD的NPT中，C-bit具体指什么。根据我的知识，C-bit通常是指缓存控制位，比如在页表条目中用于控制缓存策略的位，例如是否可缓存（Cacheable）、写合并（Write-Combining）等。不过，在虚拟化环境下，可能还有其他含义，比如在AMD的SEV（Secure Encrypted Virtualization）中，C-bit用于内存加密相关的控制。 用户的问题可能涉及到两种情况：一种是EPT/NPT页表中的缓存控制位，另一种是SEV中的C-bit。需要区分这两种情况，但用户没有明确说明，所以可能需要先解释常见的可能性。 首先，回顾一下EPT和NPT的结构。在Intel的EPT页表条目中，有控制内存类型和访问权限的位，比如内存类型（MT）字段，用于指定该页的缓存策略，比如Uncacheable（UC）、Write-Through（WT）、Write-Back（WB）等。这些设置会影响CPU访问内存时的缓存行为，确保内存访问符合预期，比如设备MMIO区域通常设置为不可缓存，而普通内存可缓存。 在AMD的NPT中，页表条目也有类似的字段，可能称为C-bit，用来指示是否可缓存。例如，如果C-bit被置位，表示该页可以被缓存，否则不可缓存。这有助于管理不同内存区域的缓存策略，确保虚拟机的内存访问不会因为错误的缓存设置导致数据不一致或性能问题。 另一种可能性是AMD的SEV技术中的C-bit。SEV使用C-bit来标记内存页是否被加密。当启用SEV时，每个内存页的C-bit会指示该页是否需要加密。在这种情况下，GPA到HPA的转换过程中，C-bit的存在会影响内存的加密和解密过程，确保虚拟机内存的安全性。例如，当虚拟机访问GPA时，硬件会根据EPT/NPT中的C-bit设置决定是否对数据进行加密，然后再存储到HPA对应的物理内存中。 需要进一步确认用户所指的C-bit具体是哪种情况。由于用户的问题比较简短，可能需要假设两种情况都进行解释。但结合之前的对话是关于GPA到HPA的转换，可能更倾向于页表中的缓存控制位。不过，考虑到AMD SEV的使用，尤其是涉及到安全加密的情况，也可能需要涵盖这一点。 在解释时，需要明确C-bit在页表中的位置和作用，如何影响GPA到HPA的转换过程，以及它对系统性能和安全性的影响。例如，在缓存控制方面，正确的C-bit设置可以避免DMA攻击或内存一致性问题；在加密场景中，C-bit则是内存加密的关键部分。 同时，用户可能对硬件如何利用C-bit进行地址转换和内存管理感兴趣，可能需要用示例说明，比如在EPT条目中，C-bit对应的字段如何配置，以及虚拟机访问内存时硬件如何处理这些位。 另外，需要注意术语的准确性，避免混淆不同厂商的术语。例如，Intel和AMD可能有不同的命名，但功能类似。需要指出这些差异，确保用户不会误解。 总结步骤：首先解释C-bit在虚拟化环境中的常见含义，包括缓存控制和加密场景；然后分别详细说明在EPT/NPT中的缓存控制位和在SEV中的加密位；接着讨论它们如何影响GPA到HPA的转换过程；最后，可能提到Hypervisor在管理这些位时的责任和相关技术细节。</think>### **GPA、HPA 与 C-bit 的关系** 在虚拟化技术（尤其是涉及内存加密或安全扩展的场景，如 AMD SEV）中，**C-bit**（Cryptographic Bit 或 Cacheability Bit）是一个关键控制位，用于关联 **GPA（Guest Physical Address）** 和 **HPA（Host Physical Address）** 的内存属性（如缓存策略或加密状态）。其具体作用与硬件实现相关，以下分场景详细说明： --- #### **1. C-bit 的两种常见含义** C-bit 的具体定义因硬件架构和场景而异，主要分为两类： 1. **缓存控制位（Cacheability Bit）**： 在页表条目（如 EPT/NPT）中标记内存区域的缓存策略（如可缓存、不可缓存）。 2. **加密控制位（Cryptographic Bit）**： 在安全虚拟化技术（如 AMD SEV）中标记内存页是否需要加密。 --- #### **2. 场景 1：缓存控制位（Cacheability Bit）** 在常规虚拟化中（如 Intel EPT 或 AMD NPT），C-bit 用于控制 GPA 到 HPA 映射的内存缓存策略。 ##### **作用与实现** - **页表条目中的 C-bit**： 在 EPT/NPT 的页表条目中，C-bit 是控制字段的一部分，用于指定目标物理页（HPA）的缓存类型。 **示例字段**： ```c struct EPT_PTE { uint64_t read:1; // 读权限 uint64_t write:1; // 写权限 uint64_t execute:1; // 执行权限 uint64_t memory_type:3; // 缓存类型（如 UC/WT/WB） // ... 其他字段（物理地址、保留位等） }; ``` - `memory_type` 字段（类似 C-bit）决定了内存访问的缓存行为： - **UC（Uncacheable）**：禁止缓存，适用于设备 MMIO 区域。 - **WT（Write-Through）**：直写模式，数据同时写入缓存和内存。 - **WB（Write-Back）**：回写模式，优先写入缓存，优化性能。 - **GPA 到 HPA 的映射关系**： Hypervisor 通过设置 EPT/NPT 页表中的 C-bit，控制虚拟机对物理内存的缓存策略。例如： - 虚拟机访问 GPA `0x8000`（映射到 HPA `0x12000`），若 EPT 条目中 `memory_type=WB`，则 CPU 会以回写模式缓存该页。 - 若 GPA 映射到设备 MMIO 区域，则需设置为 `UC`，避免缓存导致数据不一致。 --- #### **3. 场景 2：加密控制位（Cryptographic Bit）** 在 AMD 的安全加密虚拟化（SEV, Secure Encrypted Virtualization）中，C-bit 用于标记内存页是否需要加密。 ##### **作用与实现** - **SEV 中的 C-bit**： AMD SEV 通过 C-bit 实现虚拟机内存的透明加密。每个内存页的 C-bit 状态决定了该页是否被加密： - **C-bit=1**：内存页被加密，仅虚拟机持有的密钥可解密。 - **C-bit=0**：内存页未加密，适用于宿主机或共享区域。 - **GPA 到 HPA 的转换**： - 虚拟机访问 GPA 时，CPU 根据 C-bit 状态自动加密/解密数据： 1. **读操作**：若 HPA 对应页的 C-bit=1，数据从物理内存读取后解密，再返回给虚拟机。 2. **写操作**：虚拟机写入 GPA 的数据会被加密后存储到 HPA。 - **示例流程**： ```plaintext Guest VM 访问 GPA ────┬── C-bit=1 ──── 加密数据 ──── 存储到 HPA └── C-bit=0 ──── 明文数据 ──── 存储到 HPA ``` - **地址转换与 C-bit 的关联**： - 在 SEV 中，C-bit 是 GPA 到 HPA 转换的一部分，直接嵌入在 NPT（AMD 的嵌套页表）条目中。 - Hypervisor 无法修改 C-bit 状态，加密密钥由安全处理器（AMD-SP）管理，确保虚拟机内存隔离。 --- #### **4. 关键区别与总结** | **场景** | **缓存控制位（C-bit）** | **加密控制位（C-bit）** | |------------------|---------------------------------------|---------------------------------------| | **目的** | 控制内存缓存策略 | 控制内存加密状态 | | **硬件支持** | Intel EPT、AMD NPT | AMD SEV/SEV-ES/SEV-SNP | | **Hypervisor 权限** | 可配置（通过 EPT/NPT 条目） | 不可修改（由安全处理器管理） | | **典型应用** | 优化性能或设备访问（如 MMIO） | 保护虚拟机内存免受宿主机或其他 VM 窥探 | --- #### **5. 技术影响** - **性能**： - 缓存控制位直接影响内存访问速度（如 WB 模式优化性能，UC 模式确保设备访问正确性）。 - 加密控制位引入加解密开销，但 AMD SEV 通过硬件加速（AES 引擎）降低影响。 - **安全性**： - 加密控制位是 SEV 的核心机制，防止宿主机或恶意软件窃取虚拟机内存数据。 --- ### **总结** C-bit 在 GPA 到 HPA 的转换中扮演多重角色： 1. **缓存控制**：通过 EPT/NPT 页表条目管理内存的缓存策略，平衡性能与正确性。 2. **内存加密**：在 AMD SEV 中，C-bit 标记内存页的加密状态，实现虚拟机内存的硬件级保护。 理解 C-bit 的具体含义需结合上下文（硬件架构与应用场景），但其核心逻辑均是通过硬件辅助机制，在地址转换过程中嵌入关键控制信息。
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