阿里云网站简单建设,承德建设网站公司,江阴招聘网站建设学徒,ftp备份网站FAT 32
FAT(File Allocation Table)#xff0c;最早在DOS v1.0 中被引入#xff0c;是一种极简的文件系统#xff0c;占用空间#xff0c;是目前最常见的文件系统之一。
发展历程
FATX系列文件系统的不同版本都是针对不同的文件存储介质#xff08;storage media#…FAT 32
FAT(File Allocation Table)最早在DOS v1.0 中被引入是一种极简的文件系统占用空间是目前最常见的文件系统之一。
发展历程
FATX系列文件系统的不同版本都是针对不同的文件存储介质storage media规模设计的。
FAT12FAT 12 是专为软盘设计的最大可管理 16 兆字节的大小因为它使用 12 位来寻址磁盘组。
FAT16FAT 16 是为早期硬盘设计的可处理的最大簇大小为 64K * 簇大小。硬盘越大簇的大小就越大这会导致磁盘上出现大量的 “闲置空间”(slack space)。
FAT32FAT 32 由 Windows95-B 和 Windows98 引入。FAT32 解决了 FAT 的一些问题。不再有最大 64K 的簇虽然 FAT32 每个 FAT 条目使用 32 位但实际上只有最下面的 28 位用于寻址磁盘上的磁簇最上面的 4 位为保留位。由于每个 FAT 条目有 28 位文件系统在一个分区中最多可寻址约 2.7 亿个群集。这使得超大硬盘仍能保持相当小的簇大小从而减少文件之间的空闲空间。
ExFATExFAT 是用于 SDXC 卡的文件系统由微软创建。它是 FAT32每个 FAT 条目实际上有 32 位能指示文件在磁盘上是完全连续的允许你跳过读取 FAT还有一些更高级的功能和完全重新设计的文件输入系统。
VFATVFAT 是 FAT 文件系统的扩展可以使用长文件名最多 255 个字符。它由 Windows 95 首次引入使用了一种 “笨办法”即用 卷标 属性标记长文件名然后将文件名以 11 个字节的块存储在顺序目录条目中。
实现细节
FAT 文件系统将存储介质视为扁平的磁簇阵列。如果物理介质不是以扇区的平面列表来处理数据如老式硬盘和软盘那么在将簇号发送到磁盘之前就需要进行转换。
存储介质分为三个基本区域
启动记录 The boot record文件分配表 (FATThe File Allocation Table)目录和数据区The directory and data area 如果物理介质不是以扇区的平面列表来处理数据 这段话的意思是如果物理介质例如老式硬盘和软盘不是将数据作为扇区的线性列表来寻址的那么在将簇号发送到磁盘之前需要对簇号进行转换。
在现代硬盘中数据通常被组织成线性的扇区列表每个扇区都有一个唯一的扇区号。但是在一些老式的硬盘和软盘中数据可能被组织成不同的方式例如使用簇cluster的概念来组织数据。簇是一组相邻的扇区通常是2个或4个扇区的大小。在这种情况下每个簇都有一个唯一的簇号而不是每个扇区都有一个唯一的扇区号。这种组织方式可以提高磁盘的存储效率但也需要进行簇号到扇区号的转换以便正确地访问磁盘上的数据。
因此如果文件系统使用簇号来寻址数据而不是扇区号那么在将簇号发送到磁盘之前需要将簇号转换为对应的扇区号。这个过程称为簇号到扇区号的转换。这个转换过程通常由文件系统驱动程序来完成以确保文件系统能够正确地访问磁盘上的数据。
Boot Record
“The boot record”引导记录是指存储在磁盘的第一个扇区的特殊区域。它也被称为引导扇区boot sector或主引导记录master boot recordMBR。 存储在磁盘的第一个扇区的特殊区域 指的是启动记录占一个扇区始终位于 分区 的逻辑零号扇区。如果介质没有分区那么这就是介质的起始位置。这是计算机加载时最容易找到的分区扇区。
引导记录是一个重要的数据结构它包含了启动计算机所需的关键信息。当计算机启动时BIOS基本输入/输出系统会读取磁盘的引导记录并执行其中的引导代码。这段引导代码负责加载操作系统的核心部分从而完成系统的启动过程。
引导记录通常包含以下内容 引导代码这是一段特定的机器代码用于初始化计算机硬件、加载操作系统的核心部分并将控制权转交给操作系统。 分区表引导记录还包含一个分区表用于描述磁盘上的分区布局。分区表记录了每个分区的起始位置、大小和文件系统类型等信息。 引导标志引导记录中还包含一个引导标志用于指示该扇区是否为引导扇区。
File Allocation Table
文件分配表 (FAT) 是存储在存储介质上的一个表用于显示磁盘上所有数据集群的状态和位置。它可以被视为磁盘的 “目录”。簇可能可供使用可能被操作系统保留可能因磁盘上的坏扇区而不可用也可能被文件使用。文件的簇不一定在磁盘上紧挨在一起。事实上它们很可能分散在磁盘的各个角落。FAT 允许操作系统跟踪文件中的簇 “链”。
FAT 32 使用 28 位来寻址磁盘上的群集。最高 4 位为保留位。exFAT 使用完整的 32 位来编码扇区号。
unsigned char FAT_table[sector_size];
unsigned int fat_offset active_cluster * 4;
unsigned int fat_sector first_fat_sector (fat_offset / sector_size);
unsigned int ent_offset fat_offset % sector_size;//at this point you need to read from sector fat_sector on the disk into FAT_table.//remember to ignore the high 4 bits.
unsigned int table_value *(unsigned int*)FAT_table[ent_offset];
if (fat32) table_value 0x0FFFFFFF;//the variable table_value now has the information you need about the next cluster in the chain如果 table_value 大于或等于 () 0x0FFFFFF8或 exFAT 的 0xFFFFFFF8则链中不再有任何簇。这意味着整个文件已被读取。如果 table_value 等于0x0FFFFFF7或 exFAT 为 0xFFFFFFF7则该簇被标记为 坏 簇。坏 簇容易出错应避免使用。如果 table_value 不属于上述情况那么它就是文件中下一个簇的簇号。
索引 0 和 1 下的条目被保留。保留第 0 个条目是因为索引 0 被用作其他条目的值表示给定的簇是空闲的。第 0 个条目必须保留 BPB_Media 字段低 8 位的值其余位必须置 0。例如如果 BPB_Media 为 0xF8则第 0 个条目应为 0xFFFFFFF8。第一个条目是为将来保留的其值必须为 0xFFFFFFFF。
Programming Guide
读取引导扇区
引导扇区始终位于逻辑扇区编号 0 处。你可以将引导扇区读入一个数组并访问其中的成员也可以将其读入一个结构并通过结构访问。无论哪种方式引导扇区中的值都需要随时可用这样才能在 FAT 文件系统中做很多事情。 typedef struct fat_extBS_32
{//extended fat32 stuffunsigned int table_size_32;unsigned short extended_flags;unsigned short fat_version;unsigned int root_cluster;unsigned short fat_info;unsigned short backup_BS_sector;unsigned char reserved_0[12];unsigned char drive_number;unsigned char reserved_1;unsigned char boot_signature;unsigned int volume_id;unsigned char volume_label[11];unsigned char fat_type_label[8];}__attribute__((packed)) fat_extBS_32_t;typedef struct fat_extBS_16
{//extended fat12 and fat16 stuffunsigned char bios_drive_num;unsigned char reserved1;unsigned char boot_signature;unsigned int volume_id;unsigned char volume_label[11];unsigned char fat_type_label[8];}__attribute__((packed)) fat_extBS_16_t;typedef struct fat_BS
{unsigned char bootjmp[3];unsigned char oem_name[8];unsigned short bytes_per_sector;unsigned char sectors_per_cluster;unsigned short reserved_sector_count;unsigned char table_count;unsigned short root_entry_count;unsigned short total_sectors_16;unsigned char media_type;unsigned short table_size_16;unsigned short sectors_per_track;unsigned short head_side_count;unsigned int hidden_sector_count;unsigned int total_sectors_32;//this will be cast to its specific type once the driver actually knows what type of FAT this is.unsigned char extended_section[54];}__attribute__((packed)) fat_BS_t;
