ISO 9660

El área del sistema , los primeros 32.768 bytes de datos del disco (16 sectores de 2.048 bytes cada uno), no es utilizada por ISO 9660 y, por lo tanto, está disponible para otros usos. ^{[ 17 ]} Si bien se sugiere que están reservados para su uso por medios de arranque , ^{[ 18 ]} un CD-ROM puede contener un descriptor de sistema de archivos alternativo en esta área, y a menudo es utilizado por CD híbridos para ofrecer contenido específico de Mac OS clásico y macOS . Los discos de juegos de Sega Saturn almacenan metadatos e incluso código ejecutable (como la rutina de inicio del juego) en el área del sistema. ^{[ 19 ]}

El área de datos comienza con el conjunto de descriptores de volumen , un conjunto de uno o más descriptores de volumen terminados con un terminador de conjunto de descriptores de volumen . Estos actúan colectivamente como un encabezado para el área de datos, describiendo su contenido (similar al bloque de parámetros de la BIOS utilizado por los discos formateados en FAT , HPFS y NTFS ).

Cada descriptor de volumen tiene un tamaño de 2048 bytes, lo que permite que quepa perfectamente en un único sector de Modo 1 o Modo 2 de Forma 1. Tienen la siguiente estructura:

El campo de datos de un descriptor de volumen puede subdividirse en varios campos, cuyo contenido exacto depende del tipo. También se pueden incluir copias redundantes de cada descriptor de volumen en caso de que la primera copia se corrompa.

Los tipos de descriptores de volumen estándar son los siguientes:

Un disco compatible con ISO 9660 debe contener al menos un descriptor de volumen principal que describa el sistema de archivos y un terminador de conjunto de descriptores de volumen para indicar el final de la secuencia de descriptores. El terminador de conjunto de descriptores de volumen es simplemente un tipo particular de descriptor de volumen cuya función es marcar el final de este conjunto de estructuras. El descriptor de volumen principal proporciona información sobre el volumen, sus características y metadatos, incluyendo un registro de directorio raíz que indica en qué sector se encuentra dicho directorio. Otros campos contienen la descripción o el nombre del volumen, así como información sobre quién lo creó y con qué aplicación. El tamaño de los bloques lógicos que el sistema de archivos utiliza para segmentar el volumen también se almacena en un campo dentro del descriptor de volumen principal, al igual que la cantidad de espacio que ocupa el volumen (medida en número de bloques lógicos).

Además del/los descriptor/es de volumen principal/es, pueden estar presentes descriptores de volumen suplementarios o descriptores de volumen mejorados .

• Los descriptores de volumen suplementarios describen el mismo volumen que el descriptor de volumen principal y se utilizan normalmente para proporcionar soporte adicional para páginas de códigos cuando las tablas de códigos estándar son insuficientes. La norma especifica que se utiliza ISO 2022 para gestionar conjuntos de códigos de más de 8 bytes y que se utilizan secuencias de escape ISO 2375 para identificar cada página de códigos específica. En consecuencia, ISO 9660 admite conjuntos de caracteres internacionales de un byte y de varios bytes, siempre que se ajusten al marco de las normas de referencia. Sin embargo, ISO 9660 no especifica ninguna página de códigos cuya compatibilidad esté garantizada: el uso de tablas de códigos distintas de las definidas en la propia norma está sujeto a un acuerdo entre el emisor y el receptor del volumen.
• En la enmienda 1 de la norma ISO 9660 se introdujeron descriptores de volumen mejorados. Estos flexibilizan algunos de los requisitos de los demás descriptores de volumen y de los registros de directorio a los que hacen referencia: por ejemplo, la profundidad del directorio puede superar los ocho niveles, los identificadores de archivo no necesitan contener el punto (.) ni el número de versión del archivo, y la longitud máxima de un identificador de archivo y directorio es de 207 caracteres.

Las tablas de rutas resumen la estructura de directorios de la jerarquía de directorios correspondiente. Para cada directorio en la imagen, la tabla de rutas proporciona el identificador del directorio, la ubicación de la extensión en la que se registra el directorio, la longitud de cualquier atributo extendido asociado con el directorio y el índice de su entrada en la tabla de rutas del directorio padre. El número del directorio padre es un número de 16 bits, con un rango limitado de 1 a 65 535. ^{[ 20 ]}

Las entradas de directorio se almacenan siguiendo la ubicación de la entrada del directorio raíz, donde se inicia la evaluación de los nombres de archivo. Tanto los directorios como los archivos se almacenan como extensiones , que son series secuenciales de sectores. Los archivos y directorios se diferencian únicamente por un atributo de archivo que indica su naturaleza (similar a Unix ). Los atributos de un archivo se almacenan en la entrada de directorio que lo describe y, opcionalmente, en el registro de atributos extendidos. Para localizar un archivo, se pueden consultar secuencialmente los nombres de los directorios en su ruta, accediendo a la ubicación de cada directorio para obtener la ubicación del subdirectorio siguiente. Sin embargo, un archivo también se puede localizar mediante la tabla de rutas proporcionada por el sistema de archivos. Esta tabla almacena información sobre cada directorio, su directorio padre y su ubicación en el disco. Dado que la tabla de rutas se almacena en una región contigua, se puede buscar en ella mucho más rápido que saltando a las ubicaciones particulares de cada directorio en la ruta del archivo, lo que reduce el tiempo de búsqueda.

La norma especifica tres niveles anidados de intercambio (parafraseado de la sección 10):

• Nivel 1: Los nombres de archivo están limitados a ocho caracteres con una extensión de tres caracteres. Los nombres de directorio están limitados a ocho caracteres. Los archivos pueden contener una única sección.
• Nivel 2: El nombre del archivo + '.' + extensión del nombre del archivo o el nombre del directorio no pueden exceder los 31 caracteres (secciones 7.5 y 7.6). Los archivos pueden contener una única sección.
• Nivel 3: No existen restricciones adicionales a las estipuladas en el cuerpo principal de la norma. Los archivos también pueden constar de varias secciones no contiguas (con algunas restricciones en cuanto al orden).

Restricciones adicionales en el cuerpo del estándar: La profundidad de la jerarquía de directorios no debe exceder 8 (el directorio raíz está en el nivel 1), y la longitud de la ruta de cualquier archivo no debe exceder 255. (sección 6.8.2.1).

La norma también especifica las siguientes restricciones de nombres (secciones 7.5 y 7.6): ^{[ 4 ]}

• En todos los niveles, los nombres de archivo en la jerarquía de archivos obligatoria se limitan a letras mayúsculas, dígitos, guiones bajos ("_") y un punto. (Véase también la sección 7.4.4 y el Anexo A).
• Si no se especifican caracteres para el nombre del archivo, la extensión del nombre del archivo deberá constar de al menos un carácter.
• Si no se especifica ningún carácter para la extensión del nombre del archivo, el nombre del archivo deberá constar de al menos un carácter.
• Los nombres de archivo no deben contener más de un punto.
• Los nombres de los directorios no deben usar puntos en absoluto.

Un fabricante de CD-ROM puede elegir uno de los niveles de intercambio inferiores especificados en el capítulo 10 del estándar y restringir aún más la longitud del nombre de archivo de 30 caracteres a solo 8+3 en los identificadores de archivo y 8 en los identificadores de directorio para promover la intercambiabilidad con implementaciones que no implementan el estándar completo.

Todos los números en los sistemas de archivos ISO 9660, excepto el valor de un solo byte utilizado para el desplazamiento GMT, son números sin signo. Como la longitud de la extensión de un archivo en el disco se almacena en un valor de 32 bits, ^{[ 21 ]} permite una longitud máxima de poco más de 4,2 GB (más precisamente, un byte menos de 4 GiB ). Es posible sortear esta limitación utilizando la función de múltiples extensiones (fragmentación) del nivel 3 de ISO 9660 para crear sistemas de archivos ISO 9660 y archivos individuales de hasta 8 TB. Con esto, los archivos mayores de 4 GiB se pueden dividir en múltiples extensiones (series secuenciales de sectores), cada una sin exceder el límite de 4 GiB. Por ejemplo, el software libre como InfraRecorder , ImgBurn y mkisofs , así como Roxio Toast, pueden crear sistemas de archivos ISO 9660 que utilizan archivos de múltiples extensiones para almacenar archivos mayores de 4 GiB en medios apropiados como DVD grabables. Linux admite múltiples extensiones. ^{[ 22 ]}    

Desde la enmienda 1 (o ECMA-119, 3.ª edición, o "JIS X 0606:1998 / ISO 9660:1999"), el sistema EVD puede expresar una variedad mucho más amplia de árboles de archivos. Ya no existe ningún límite de caracteres (incluso se permiten caracteres de 8 bits), ni límite de profundidad ni de longitud de ruta. Todavía existe un límite en la longitud del nombre, de 207 caracteres. El conjunto de caracteres ya no se aplica, por lo que ambas partes del intercambio de discos deben llegar a un acuerdo a través de un canal diferente. ^{[ 15 ]}

Un volumen ISO 9660 puede tener un tamaño de hasta 8 tebibytes (casi 8,8 terabytes), debido al conteo de sectores de 32 bits para el tamaño del volumen y su unidad de asignación, que abarca 2048 bytes, lo que coincide con un sector lógico en discos ópticos. El número más alto que se puede representar en un campo de 32 bits es 2³² ^- 1, lo que limita el tamaño del volumen a ( ^2³² - 1) × 2048 bytes. "Lógico" significa que es el tamaño del sector expuesto al sistema operativo, no necesariamente el tamaño del sector físico en un disco. Los discos DVD y Blu-ray han mantenido el tamaño del sector lógico del CD-ROM, 2048 bytes, para intentar mantener la compatibilidad de lectura con ordenadores y software anteriores.

El Protocolo de Compartición de Uso del Sistema (SUSP, IEEE P1281) proporciona una forma genérica de incluir propiedades adicionales para cualquier entrada de directorio accesible desde el descriptor de volumen principal (PVD). En un volumen ISO 9660, cada entrada de directorio tiene un área de uso del sistema opcional cuyo contenido no está definido y queda a la interpretación del sistema. SUSP define un método para subdividir esa área en múltiples campos de uso del sistema, cada uno identificado por una etiqueta de firma de dos caracteres. La idea detrás de SUSP era permitir la creación e inclusión en un volumen de cualquier número de extensiones independientes de ISO 9660 sin conflictos. También permite la inclusión de datos de propiedades que, de otro modo, serían demasiado grandes para caber dentro de los límites del área de uso del sistema.

SUSP define varias etiquetas comunes y campos de uso del sistema:

• CE: Área de continuación
• PDCampo de relleno
• SPIndicador de protocolo de uso compartido del sistema
• ST: Terminador del protocolo de uso compartido del sistema
• ER: Referencia de extensiones
• ESSelector de extensión

Otros campos SUSP conocidos incluyen:

• AA: Extensión de Apple, preferida
• BAExtensión de Apple, antigua (falta el atributo length)
• ASPropiedades de archivo de Amiga
• ZF: archivo comprimido zisofs, generalmente producido por el programa mkzftree o por libisofs. Descomprimido de forma transparente por el kernel de Linux si se compila con CONFIG_ZISOFS. ^{[ 23 ]}
• AL: registra atributos de archivo extendidos , incluidas las ACL . Propuesto por libburnia , compatible con libisofs. ^{[ 24 ]}

Las extensiones de Apple no siguen técnicamente el estándar SUSP; sin embargo, la estructura básica de los campos AA y AB definidos por Apple es compatible con SUSP; por lo que, con precaución, un volumen puede usar tanto extensiones de Apple como extensiones RRIP.

El Protocolo de Intercambio de Rock Ridge (RRIP, IEEE P1282) es una extensión que añade semántica del sistema de archivos POSIX . La disponibilidad de estas propiedades de extensión permite una mejor integración con sistemas operativos Unix y similares . ^{[ 25 ]} El estándar toma su nombre de la ciudad ficticia de Rock Ridge en la película Blazing Saddles de Mel Brooks . ^{[ 26 ]} Las extensiones RRIP son, brevemente:

• Nombres de archivo más largos (hasta 255 bytes) y menos restricciones en los caracteres permitidos (compatibilidad con minúsculas, etc.).
• Modos de archivo estilo UNIX , identificadores de usuario e identificadores de grupo, y marcas de tiempo de archivo.
• Compatibilidad con enlaces simbólicos y archivos de dispositivo.
• Jerarquía de directorios más profunda (más de 8 niveles)
• Almacenamiento eficiente de archivos dispersos

Las extensiones RRIP se basan en SUSP, definiendo etiquetas adicionales para la compatibilidad con la semántica POSIX, junto con el formato y el significado de los campos de uso del sistema correspondientes:

• RR: Indicador de extensiones de Rock Ridge en uso (nota: se eliminó del estándar después de la versión 1.09)
• PX: atributos de archivo POSIX
• PN: números de dispositivos POSIX
• SL: enlace simbólico
• NM: nombre alternativo
• CL: enlace secundario
• PL: enlace principal
• REDirectorio reubicado
• TF: marca de tiempo
• SF: datos de archivo dispersos

Amiga Rock Ridge is similar to RRIP, except it provides additional properties used by AmigaOS. It too is built on the SUSP standard by defining an "AS"-tagged system use field. Thus both Amiga Rock Ridge and the POSIX RRIP may be used simultaneously on the same volume. Some of the specific properties supported by this extension are the additional Amiga-bits for files. There is support for attribute "P" that stands for "pure" bit (indicating re-entrant command) and attribute "S" for script bit (indicating batch file). This includes the protection flags plus an optional comment field. These extensions were introduced by Angela Schmidt with the help of Andrew Young, the primary author of the Rock Ridge Interchange Protocol and System Use Sharing Protocol. The first publicly available software to master a CD-ROM with Amiga extensions was MakeCD, an Amiga software which Angela Schmidt developed together with Patrick Ohly.^[27]

El Torito is an extension designed to allow booting a computer from a CD-ROM. It was announced in November 1994^[28] and first issued in January 1995 as a joint proposal by IBM and BIOS manufacturer Phoenix Technologies. According to legend, the El Torito CD/DVD extension to ISO 9660 got its name because its design originated in an El Torito restaurant in Irvine, California (33°41′05″N117°51′09″W / 33.684722°N 117.852547°W / 33.684722; -117.852547).^[29] The initial two authors were Curtis Stevens, of Phoenix Technologies, and Stan Merkin, of IBM.^[29]

Una BIOS de PC de 32 bits buscará el código de arranque en un CD-ROM ISO 9660. El estándar permite el arranque en dos modos diferentes: emulación de disco duro, donde la información de arranque se puede acceder directamente desde el CD, o emulación de disquete, donde la información de arranque se almacena en un archivo de imagen de un disquete , que se carga desde el CD y se comporta como un disquete virtual. Esto es útil para ordenadores diseñados para arrancar únicamente desde una unidad de disquete. Para ordenadores modernos, el modo "sin emulación" suele ser el método más fiable. La BIOS asignará un número de unidad a la unidad de CD. El número de unidad (para INT 13H ) asignado puede ser 80 _hexadecimal ( emulación de disco duro ), 00 _hexadecimal ( emulación de disquete ) o un número arbitrario si la BIOS no debe proporcionar emulación. La emulación es útil para arrancar sistemas operativos antiguos desde un CD, haciéndoles creer que arrancaron desde un disco duro o un disquete. ^{[ 30 ]}

Los sistemas UEFI también aceptan registros El Torito, como plataforma 0xEF. Se espera que el registro sea una imagen de disco que contenga un sistema de archivos FAT, siendo este una partición del sistema EFI que contiene el directorio habitual \EFI. La imagen debe estar marcada como "sin emulación", aunque en realidad no funciona como el modo "sin emulación" de la BIOS, en el que la BIOS cargaría la imagen en memoria y ejecutaría el código desde allí. ^{[ 31 ]}

El Torito también puede utilizarse para producir CD que pueden arrancar sistemas operativos Linux , incluyendo el gestor de arranque GRUB en el CD y siguiendo la especificación Multiboot . ^{[ 30 ]} Si bien la especificación de El Torito alude a un identificador de plataforma "Mac", los ordenadores Apple Macintosh basados ​​en PowerPC no lo utilizan. ^{[ 32 ]}

Joliet es una extensión especificada y respaldada por Microsoft y ha sido compatible con todas las versiones de su sistema operativo Windows desde Windows 95 ^{[ 33 ]} y Windows NT 4.0 . ^{[ 34 ]} Su objetivo principal es flexibilizar las restricciones de nombres de archivo inherentes al cumplimiento total de ISO 9660. Joliet logra esto proporcionando un conjunto adicional de nombres de archivo codificados en UCS-2 BE ( UTF-16 BE en la práctica desde Windows 2000). Estos nombres de archivo se almacenan en un descriptor de volumen suplementario especial, que el software compatible con ISO 9660 ignora de forma segura, preservando así la compatibilidad con versiones anteriores. ^{[ 33 ]} La especificación solo permite nombres de archivo de hasta 64 caracteres Unicode . Sin embargo, la documentación de mkisofs indica que los nombres de archivo de hasta 103 caracteres no parecen causar problemas. ^{[ 35 ]} Microsoft ha documentado que "puede usar hasta 110 caracteres". ^{[ 36 ]} La diferencia radica en si se utiliza el espacio de extensión CDXA. ^{[ 35 ]}

Joliet permite el uso de caracteres Unicode en todos los campos de texto, incluidos los nombres de archivo y el nombre del volumen. Un descriptor de volumen "secundario" de tipo 2 contiene la misma información que el primario (sector 16, desplazamiento de 40 bytes), pero en UCS-2BE se encuentra en el sector 17, desplazamiento de 40 bytes. Por consiguiente, el nombre del volumen está limitado a 16 caracteres.

Muchos sistemas operativos de PC actuales pueden leer medios con formato Joliet, lo que permite el intercambio de archivos entre ellos incluso si se utilizan caracteres no latinos (como árabe, japonés o cirílico), algo que antes no era posible con medios con formato ISO 9660. Algunos sistemas operativos que pueden leer medios Joliet son:

• Microsoft Windows ; ^{[ 33 ]} Microsoft recomienda el uso de la extensión Joliet para desarrolladores que trabajan con Windows. ^{[ 33 ]}
• Linux ^{[ 37 ]}
• macOS ^{[ 38 ]}
• FreeBSD ^{[ 39 ]}
• OpenSolaris ^{[ 40 ]}
• Haiku ^{[ 41 ]}
• AmigaOS
• RISC OS ^{[ 42 ]}

Romeo was developed by Adaptec and allows the use of long filenames up to 128 characters, written directly into the primary volume descriptor using the current code page. This format is built around the workings of Windows 9x and Windows NT "CDFS" drivers.^[43] When a Windows installation of a different language opens a Romeo disk, the lack of code page indication will cause non-ASCII characters in file names to become Mojibake. For example, "ü" may become "³". A different OS may encounter a similar problem or refuse to recognize these noncompliant names outright.

The same code page problem technically exists in standard ISO 9660, which allows open interpretation of the supplemental and enhanced volume descriptors to any character encoding subject to agreement. However, the primary volume descriptor is guaranteed to be a small subset of ASCII.

Apple Computer authored a set of extensions that add ProDOS or HFS/HFS+ (the primary contemporary file systems for the classic Mac OS) properties to the filesystem. Some of the additional metadata properties include:^[44]

• Date of last backup
• File type
• Creator code
• Flags and data for display
• Reference to a resource fork

In order to allow non-Macintosh systems to access Macintosh files on CD-ROMs, Apple chose to use an extension of the standard ISO 9660 format. Most of the data, other than the Apple specific metadata, remains visible to operating systems that are able to read ISO 9660.

For operating systems which do not support any extensions, a name translation file TRANS.TBL must be used. The TRANS.TBL file is a plain ASCII text file. Each line contains three fields, separated by an arbitrary amount of whitespace:

• The file type ("F" for file or "D" for directory);
• The ISO 9660 filename (including the usually hidden ";1" for files); and
• The extended filename, which may contain spaces.

Most implementations that create TRANS.TBL files put a single space between the file type and ISO 9660 name and some arbitrary number of tabs between the ISO 9660 filename and the extended filename.

Aún existe soporte nativo para su uso TRANS.TBLen muchas implementaciones de ISO 9660, particularmente en las relacionadas con Unix . Sin embargo, hace tiempo que fue reemplazado por otras extensiones, y las utilidades modernas que crean imágenes ISO 9660 no pueden crear archivos TRANS.TBL o ya no los crean a menos que el usuario lo solicite explícitamente. Dado que un archivo TRANS.TBL no tiene ninguna identificación especial aparte de su nombre, también se puede crear por separado e incluir en el directorio antes de la creación del sistema de archivos.

El estándar ISO 13490 es una extensión del formato ISO 9660 que añade compatibilidad con múltiples sesiones en un disco. Dado que ISO 9660 es, por diseño, un sistema de archivos pregrabado de solo lectura, todos los datos deben escribirse de una sola vez en el medio. Una vez escritos, no hay posibilidad de modificar el contenido almacenado. ISO 13490 se creó para permitir añadir más archivos a un disco grabable, como un CD-R, en múltiples sesiones.

La norma ISO 13346/ECMA-167 se diseñó en conjunto con la norma ISO 13490. Este nuevo formato corrige la mayoría de las deficiencias de la ISO 9660, y un subconjunto de ella evolucionó hasta convertirse en el Formato Universal de Disco (UDF), que se adoptó para los DVD . La tabla de descriptores de volumen conserva la estructura de la ISO 9660, pero el identificador se ha actualizado. ^{[ 45 ] [ 46 ]}