ISO9660目录记录如何解析文件路径？

Question

在解析ISO9660镜像中的文件路径时，一个常见问题是：如何根据目录记录中的“长度”和“扩展属性长度”字段准确定位文件名起始位置并正确提取文件路径？由于ISO9660的目录记录结构中，文件名紧跟在固定长度的元数据之后，但其起始偏移依赖于可变的扩展属性长度，若未正确跳过该区域，将导致文件名读取错误。此外，文件名可能存在字符填充或分号版本后缀（如`;1`），进一步影响路径解析准确性。开发者常因忽略这些细节而误判路径层级或生成错误的文件树结构。

Answer 1

一、ISO9660镜像文件路径解析的核心挑战

在光盘映像处理中，ISO9660是一种广泛应用的文件系统标准。开发者在实现自定义解析器或逆向工程工具时，常需从镜像中提取完整的目录结构与文件路径。然而，由于其目录记录（Directory Record）采用紧凑的二进制布局，且字段长度可变，导致文件名定位极易出错。

核心问题在于：如何根据目录记录中的“记录长度”和“扩展属性长度”字段准确计算文件名的起始偏移？若忽略扩展属性区的存在或误判其大小，将直接造成后续数据读取错位。

1.1 目录记录的基本结构

ISO9660的每个目录记录以固定格式开始，包含以下关键字段：

• 记录长度（1字节）：当前目录记录总长度
• 扩展属性长度（1字节）：位于元数据前的附加信息长度
• 位置LBA（4字节）：逻辑块地址
• 数据长度（4字节）：文件占用字节数
• 年月日时分秒（各1字节）：时间戳
• 文件标志（1字节）：标识是否为目录等属性
• 文件单位大小/间隙（各1字节）
• 体积序列号（2字节）
• 文件名长度（1字节）：指示后续文件名字符数量

1.2 文件名起始位置的计算方法

文件名并非紧接在固定头部之后，而是必须跳过“扩展属性”区域。正确的偏移公式如下：

// 假设 record 指向目录记录起始地址
uint8_t recordLength = record[0];
uint8_t extAttrLength = record[1];

// 文件名起始于：33 字节基础头 + 扩展属性长度
uint8_t* filenamePtr = record + 33 + extAttrLength;
uint8_t nameLen = record[32 + extAttrLength]; // 文件名长度字段位置也受 extAttrLength 影响
    

注意：许多开源实现错误地假设文件名始终位于第33字节处，而忽略了 extAttrLength 的动态影响。

二、深入分析文件名与路径构建机制

一旦准确定位文件名，还需处理其特殊编码规则与语义修饰符，否则无法正确还原原始路径层级。

2.1 文件名中的分号版本后缀

ISO9660允许使用分号附加版本号，例如 README.TXT;1 表示第一版。该后缀不属于实际文件名的一部分，在路径生成时应予以剥离。

原始文件名	有效名称	用途说明
INSTALL;1	INSTALL	主安装脚本
BOOTIMG;2	BOOTIMG	更新后的引导镜像
DIRNAME.;1	DIRNAME.	目录标识（含点）

2.2 字符填充与对齐策略

为了保证目录记录边界对齐（通常为偶数字节），文件名可能被填充空格或不可见字符。解析时应进行 trim 处理，并结合文件标志判断是否为目录（flag & 0x02）。

三、典型错误案例与调试思路

以下是开发者常犯的两类典型错误：

1. 未考虑 extAttrLength 导致文件名读取偏移错误，误将时间戳当作文件名内容
2. 未去除 ";1" 后缀，导致路径比较失败或重复创建同名节点
3. 忽略目录标志位，将文件误认为子目录，破坏树形结构完整性

3.1 调试建议流程图

graph TD
    A[读取目录记录首字节] --> B{记录长度 > 0?}
    B -->|否| C[到达结尾]
    B -->|是| D[提取 extAttrLength]
    D --> E[计算文件名偏移: 33 + extAttrLength]
    E --> F[读取 nameLen 字段]
    F --> G[获取原始文件名字符串]
    G --> H[去除';'及其后数字]
    H --> I[trim 空白字符]
    I --> J{文件标志表示目录?}
    J -->|是| K[递归解析子目录]
    J -->|否| L[添加文件到当前层级]
    

四、高级应用场景与扩展支持

现代ISO镜像往往包含Joliet扩展或Rock Ridge协议，这些会影响文件名编码方式（如Unicode）和路径深度表达能力。

例如，Joliet使用 UCS-2 编码，需将文件名按双字节解码；而 Rock Ridge 支持长文件名与 POSIX 权限，其信息嵌入于“系统使用”字段中，通过特定签名（如 "RR" 或 "PX"）识别。

因此，在高阶解析器设计中，应引入模块化判断逻辑：

• 先按 ISO9660 基础规则提取路径
• 再检测卷描述符中是否存在 SUSP (System Use Sharing Protocol)
• 若有，则解析 SUA (System Use Area) 获取真实路径名
• 最终合并结果，优先使用扩展命名空间