FAT文件系統(tǒng)原理詳細(xì)介紹.docx

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1、FAT文件系統(tǒng)原理詳細(xì)介紹2012-03-2923:09?434人閱讀?評(píng)論(0)?收藏?舉報(bào)磁盤數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)byteextension存儲(chǔ)dateFAT文件起源于70年代末80年代初，用于微軟的MS-DOS操作系統(tǒng)。它開(kāi)始被設(shè)計(jì)成一個(gè)簡(jiǎn)單的文件系統(tǒng)用于小于500K的軟件盤。后來(lái)被功能被大大增強(qiáng)用于支持越來(lái)越大的媒質(zhì)。現(xiàn)在的文件系統(tǒng)有FAT12，F(xiàn)AT16和FAT32三種子類。FAT12是最早的一版，主要用于軟盤，它對(duì)簇的編址采用12bit寬度的數(shù)，所以稱為FAT12。12bit的地址可以尋址4096個(gè)簇，事實(shí)上在FAT12中只能尋址4078個(gè)簇（在Linux下可尋址408

2、4個(gè)簇），有一些簇號(hào)是不能用的，在后面會(huì)給出具體的說(shuō)明。磁盤的扇區(qū)是用16bit的數(shù)進(jìn)行計(jì)算的，所以磁盤的容量就被局限在32M空間之內(nèi)。在FAT16中，采用了16bit寬的簇地址，32bit寬扇區(qū)地址。雖然32bit的扇區(qū)地址可以尋址2^32*512，約2個(gè)TB的容量，但于由規(guī)定每簇最大的容量不超過(guò)1024*32，所以FAT16文件系統(tǒng)的容量也就限制到了2^16*1024*32，大約2.1GB的空量，并且實(shí)際還達(dá)不到這個(gè)值。FAT32文件系統(tǒng)使用了32bit寬的簇地址，所以稱為FAT32。但在微軟件的文件系統(tǒng)中只使用了低28位，最大容量為2^28*1024*32,約8.

3、7TB的空量。有的人認(rèn)為32bit全用，最大容量為2^32*1024*32，這種說(shuō)法是不正確的。雖然FAT32具有容納近乎8.7TB的容量，但實(shí)際應(yīng)用中通常不使用超過(guò)32GB的FAT32分區(qū)。WIN2000及之上的OS已經(jīng)不直接支持對(duì)超過(guò)32GB的分區(qū)格式化成FAT32，但WIN98依然可以格式化大到127GB的FAT32分區(qū)，但不推薦這樣做。下面是一個(gè)FAT分區(qū)的構(gòu)成概況引導(dǎo)扇區(qū)其他保留扇區(qū)（可選）FAT表1FAT表2根目錄區(qū)（僅FAT12/16）數(shù)據(jù)區(qū)（用于文件和目錄）需要說(shuō)明的是：1．引導(dǎo)扇區(qū)和其他保留扇區(qū)一起稱為保留扇區(qū)，而其他保留扇區(qū)是可選的，當(dāng)沒(méi)有時(shí)候，引導(dǎo)

4、扇區(qū)后緊跟的就是FAT表12．根目錄區(qū)是僅FAT12/16才有，F(xiàn)AT32的目錄項(xiàng)位于數(shù)據(jù)區(qū)。由于FAT12/16的根目錄區(qū)是一個(gè)固定的區(qū)域，所以它的根目錄的項(xiàng)數(shù)是有限制的，意即不能在根錄建立超過(guò)這個(gè)定數(shù)的目錄項(xiàng)數(shù)。（一）引導(dǎo)扇區(qū)與BPBBPB（BIOSParametreBlock）是FAT文件系統(tǒng)中第一個(gè)重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它位于該FAT分區(qū)的第一個(gè)扇區(qū)，同時(shí)也屬于FAT文件系統(tǒng)基本區(qū)域的保留區(qū)，????????在下面的描述中。凡名稱以BPB_開(kāi)頭的都是BPB的一部分，凡名稱與BS_開(kāi)頭的項(xiàng)都是啟動(dòng)扇區(qū)的一部分，而不是屬于BPB的內(nèi)容，以下是啟動(dòng)扇區(qū)的結(jié)構(gòu)?offset（

5、byte）長(zhǎng)度（byte）描述BS_jmpBoot0x003跳轉(zhuǎn)指令，指向啟動(dòng)代碼BS_OEMName0x038建議值為“MSWIN4.1”。有些廠商的FAT驅(qū)動(dòng)可能會(huì)檢測(cè)此項(xiàng)，所以設(shè)為“MSWIN4.1”可以盡量避免兼容性的問(wèn)題BPB_BytsPerSec0x0b2每扇區(qū)的字節(jié)數(shù)，取值只能是以下幾種：512，1024，2048或是4096。設(shè)為512會(huì)取得最好的兼容性，目前有很多FAT代碼都是硬性規(guī)定每扇區(qū)的字節(jié)數(shù)為512，而不是實(shí)際的檢測(cè)此值。但微軟的操作系統(tǒng)能夠很好支持1024，2048或是4096BPB_SecPerClus0x0d1每簇的扇區(qū)數(shù)，其值必須中2的

6、整數(shù)次方（該整數(shù)必須>=0），同時(shí)還要保證每簇的字節(jié)數(shù)不能超過(guò)32K，也就是1024*32字節(jié)BPB_RsvdSecCnt0x0e2保留扇區(qū)的數(shù)目，此域不能為0，F(xiàn)AT12/FAT16必須為1，F(xiàn)AT32的典型值取為32，，微軟的系統(tǒng)支持任何非0值BPB_BumFATs0x101分區(qū)中FAT表的份數(shù)，，任何FAT格式都建議為2BPB_RootEntCnt0x112對(duì)于FAT12和FAT16此域包含根目錄中目錄的個(gè)數(shù)（每項(xiàng)長(zhǎng)度為32bytes），對(duì)于FAT32，此項(xiàng)必須為0。對(duì)于FAT12和FAT16，此數(shù)乘以32必為BPB_BytesPerSec的偶數(shù)倍，為了達(dá)到更好的

7、兼容性，F(xiàn)AT12和FAT16都應(yīng)該取值為512BPB_ToSec160x132早期版本中16bit的總扇區(qū)，這里總扇區(qū)數(shù)包括FAT卷上四個(gè)基本分區(qū)的全部扇區(qū)，此域可以為0，若此域?yàn)?，那么BPB_ToSec32必須為0，對(duì)于FAT32，此域必為0。對(duì)于FAT12/FAT16，此域填寫總扇區(qū)數(shù)，如果該值小于0x10000的話，BPB_ToSec32必須為0BPB_Media0x151對(duì)于“固定”（不可移動(dòng)）存儲(chǔ)介質(zhì)而言，0xF8是標(biāo)準(zhǔn)值，對(duì)于可移動(dòng)存儲(chǔ)介質(zhì)，經(jīng)常使用的數(shù)值是0xF0，此域合法的取值可以取0xF0,0xF8,0xF9,0xF