FAT32学习笔记(一)

从最简单的开始,如何在FAT32格式的U盘里找到一个文件?

如果有U盘,那么可以拿实际的U盘做试验,这里可以使用一个image文件来做试验,效果一样。

在整个实验过程当中,会不停的用到如下几条命令:

mount test.img /mnt/

umount /mnt

hexdump -C -s xxxx -n xxxx test.img

具体含义请自行man。

1 首先,创建一个FAT32格式的image文件。分作如下几步:(环境为ubuntu 14.04)

a cd /tmp

b sudo dd if=/dev/zero of=test.img bs=512 count=80000

在这一步中,要保证最终的size(bs*count)达到一定数目,具体是多少,目前还没研究,到后面细节的时候再来研究。

这个时候用hexdump来看,将会看到整个文件里全部是0.

c sudo mkfs.vfat -F 32 test.img

这里就会在这个image文件中安装FAT32的文件系统,或者,把这个文件用FAT32的方式进行格式化。

注意,这里可以用hexdump命令查看一下目前这个文件里的内容,此时已经可以看到FAT32的BPB,FsInfo,FAT表。

2 把第一步中做好的image挂载起来。

sudo mount test.img /mnt

可以通过mount指令来查看是否挂载成功,一般会是在最后一项显示该挂载项。如果成功,则会找到“/tmp/test.img on /mnt type vfat (rw)”

3 在/temp/目录下创建一个文件,为了简化,用下面的命令

touch 123.txt

4 把这个文件复制到/mnt目录,此时可能需要用到sudo,如下

sudo cp 123.txt /mnt/

5 把挂载到/mnt的test.img卸载掉

sudo umount /mnt

此时,用hexdump命令来查看test.img里的内容,就可以开始最简单的FAT32的学习了。

下图是此时我的截图,这里只截取了前面512 Bytes的内容,先分析这512 Bytes。

FAT32学习笔记(一)_第1张图片

在FAT32的官方文档里,最前面512 Bytes称作BIOS Parameters Block。它叫什么名字意义不大,重要的是它能提供给我们什么信息。

BytesPerSector,offset 0xB,2 Bytes,这里是0x200,表示一个sector是512 Bytes。

SecPerCluster,offset 0xD,1 Bytes,这里是0x01,表示一个cluster包含1个sector。

RsvdSecCnt,offset 0xE,2 Bytes,这里是0x0020,表示reserved sector的数目是32个。

NumFATs,offset 0x10,1 Bytes,这里是0x02,表示FAT表的数目是2个。

TotSec32,offset 0x20, 4 Bytes,这里是0x00013880,表示该FAT32表一共管理了0x13880个sector。

FATSz32,offset 0x24,4 Bytes,这里是0x00000268,表示一个FAT32表占用0x268个sector。

注意,不要用这个格式往FAT12或者FAT16上套,它们的含义并不一样。

到这里,大致可以知道在该文件的内容分部情况如下:

FAT32学习笔记(一)_第2张图片

要找的123.txt只在Data区域,因此,需要知道Data区域的起始地址,从BPB刚才所提供的信息可以计算出Data区域的起始地址。计算方法如下:

RsvdSecCnt里已经包括了BPB和FsInfo各占用的一个sector,所以,FAT1 offset = RsvdSecCnt * BytesPerSector = 0x20 * 0x200 = 0x4000

FAT2 offset = FAT1 offset + FATSz32 = 0x4000 + 0x268 * 0x200 = 0x4000 + 0x4D000 = 0x51000

Data offset = FAT2 offset + FATSz32 = 0x51000 + 0x4D000 = 0x9E000

或者,直接就有

Data offset = RsvdSecCnt * BytesPerSector + NumFATs*FATSz32*BytesPerSector = 0x20 * 0x200 + 0x2 * 0x268 * 0x200 = 0x9E000

这时,再用hexdump命令来查看在offset 0x9E000的地方是否放着123.txt

hexdump -C -s 0x9E000 test.img

附上截图如下:

FAT32学习笔记(一)_第3张图片


由此可以看到,123.txt确实在这里,虽然位置有点偏差(为什么不是在offset 0x9E000,而是0x9E020),这个涉及到FAT32对长文件名的支持,稍微复杂,后续文章再说。

好了,一次简单的在FAT32格式中寻找文件的过程就是这样,更多的问题留待后续的文章。

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