FAT32目录项分析

在FAT32文件系统中，文件名分为两种——长文件名、短文件名。这两种文件名都是存储在目录入口中的（DIR_ENTRY简写DE）中的，不过具体的DE组织结构和数据结构有所不同。

 

1、  短文件名

短文件名存储在短文件名入口（SHORT_DIR_ENTRY简写SDE）中，而且一个短文件名只需要一个SDE即可。

一个SDE大小为32字节，他的具体定义如下表:

名字	偏移 (字节)	大小 (字节数)	描述
mName	0	11	短文件名（文件名和扩展名）
mAttr	11	1	文件属性: ATTR_READ_ONLY                      0x01 ATTR_HIDDEN                                 0x02 ATTR_SYSTEM                                0x04 ATTR_VOLUME_ID                         0x08 ATTR_DIRECTORY                           0x10 ATTR_ARCHIVE                             0x20 ATTR_LONG_NAME                       ATTR_READ_ONLY| ATTR_HIDDEN | ATTR_SYSTEM | ATTR_VOLUME_ID 高两位属性保留，且应该设置为0，文件创建后不应该修改这两个位
mNameCase	12	1	这个是段文件名的大小标志： FNAME_LOWER_CASE            0x08——01000 FEXT_NAME_LOWER_CASE   0x10——10000 也就是说如果文件名是小写的话01000，而如果扩展名是小写的话则设置10000，而如果文件名和扩展名都是小写的则11000（0x18）。（这个字节的含义只是我不完全统计的结果）
mCrtTimeTenth	13	1	{文件创建时间的毫秒部分，这是一个十分之一秒的数量，其有效值是0-199，我基本没有使用}

mCrtTime	14	2	文件创建的时间
mCrtDate	16	2	文件创建的日期
mLstAccDate	18	2	文件最后的访问日期

mFstClusHI	20	2	这个文件起始簇号的高两个字节
mWrtTime	22	2	文件最后写的时间，创建也可以说成是写
mWrtDate	24	2	文件最后写的日期，创建也可以说成是写
mFstClusLO	26	2	这个文件的起始簇号的低两个字节
mFileSize	28	4	文件大小（字节数）

在SDE的前11个字节包含了8个字节的文件名和3个字节扩展名（在磁盘上不显式在文件名和扩展名中间保存一个分割符”.”），也就是说短文件需要符合8.3规则。8.3规则具体如下

a、  文件名不得长于8个字节

b、  扩展名不得长于3个字节

c、  文件名、扩展名必须是ASCLL中0x80前的字符（也就是说不得有中文等）

d、  文件名中的字符必须同时大写或者小写

e、  扩展名中的字符必须同时大小或者小写

f、   可以没有扩展名但是必须有文件名（这一点仿佛有问题，在如果系统盘是FAT32，则会看到一个名为“.rnd”）。

g、  文件名前、扩展名后不得有空格。

h、  除了在第一个字符可以为0x05以外，其他字符不可以是小于0x20的字符

i、   文件名扩展中不得包含如下字符0x22(”), 0x2A(*), 0x2B(+), 0x2C(,), 0x2E(.), 0x2F(/), 0x3A(:), 0x3B(;), 0x3C(<), 0x3D(=), 0x3E,(>) 0x3F(?), 0x5B([), 0x5C(/), 0x5D(]), and 0x7C(}).

mName还有如下情况

A、如果mName [0] == 0xE5，表示当前入口是已经删除了的。

B、 如果mName [0] == 0x00，表示当前入口没有使用过，在这以后也没有分配目录入口了，如果是遍历的话，到这里就可以结束了。

C、 如果mName [0] == 0x05，则实际文件名在这里的字符应该是0xE5。0xE5是 KANJI 引导字符。

D、前面说了mName实际分为两各部分8-字节文件名，和3-字节扩展名。如果文件名或扩展名字符数不够的话则以空格(0x20)填充。

E、 在mName中的英文字符都是以大写的形式存储。

以下是一个例子

“foo.bar”            -> “FOO     BAR”

“FOO.BAR”            -> “FOO     BAR”

“Foo.Bar”            -> “FOO     BAR”

“foo”                -> “FOO        “

“foo.”               -> “FOO        “

“PICKLE.A”           -> “PICKLE  A  “

“prettybg.big”       -> “PRETTYBGBIG”

“.big”               -> illegal, DIR_Name[0] cannot be 0x20（其实应该是可以的）

 

在这里好有一个需要注意的就是时间和日期格式。

 

时间（mCrtTime、mWrtTime）具体由两个字节（16位）表示，其精度为2秒（0是最低有效位,15是最高有效位）

0-4位：其有效值是0-29，表示两秒数量，表示实际的秒为0-58

5-10位：有效值是0-59，表示分钟

11-15位：有效值是0-23，表示小时

日期（mCrtDate、mLstAccDate、mWrtDate）具体由两个字节表示（16位），这是一个相对于 01/01/1980的一个日期（0是最低有效位,15是最高有效位）

0-4位：有效值是1-31，表示日

5-8位：有效值是1-12，表示月

9-15位：有效值0-127，相对于1980的年号（也就是说最大的年号是2107年）

 

2、  长文件名

长文件名存储在长文件名入口（LONG_DIR_ENTRY简写LDE）中，通常一个长文件名的完整数据需要一个SDE和一系列的LDE组成，LDE逆序存放。

一个LDE大小为32字节，他的具体定义如下表:

名字	偏移 (字节)	大小 (字节数)	描述
mOrder	0	1	这表示当前DE在LDE序列中的序号 如果这个值是和0x40相与的结果，则表示这是LDE序列中最后一个LDE了
mName1	1	10	LDE中的前1-5个字符，Unicode。
mAttr	11	1	文件属性，只能是ATTR_LONG_NAME（0x0F）
mNameCase	12	1	在这里一直为0
mChksum	13	1	校验和。这个值由于此对应的SDE的前11字节计算而得，具体计算等下再讲。
mName2	14	12	LDE中的前6-11个字符，Unicode。
mFstClusLO	26	2	0
mName3	28	4	LDE中的前12-13个字符，Unicode。

在LDE中存储文件名的话，不会保存文件的其他信息，所以这里重要的数据就是三部分的名字，长文件名是以NUL结束的，其后是以0xFFFF补充的。

如文件名为“The quick brown.fox”的磁盘结构

 

长文件名的长度最大是255个字符，不包括NULL。长文件路径最大是260，包括NUL。有效字符集可以是短文件名中任何字符组合，也可以多次出现”.”。空格在长文件名中是可以的，但是在短文件名通常是不可以的，下面的几个字符在长文件名中时可以的

+   ,   ;   =   [   ]

嵌入的空格是可以的，但是在开始和末尾的空格是不允许。

文件名开始和嵌入的点”.”也是可以的，但是末尾的点是不允许的。

长文件名存储在LDE中，而且不再以多字节字符形式，而是Unicode。

 

校验和的计算

    unsigned char ChkSum (unsigned char *pFcbName)
    {
        short FcbNameLen;

        unsigned char Sum;

        Sum = 0;

        for (FcbNameLen=11; FcbNameLen!=0; FcbNameLen--) {

            // NOTE: The operation is an unsigned char rotate right

            Sum = ((Sum & 1) ? 0x80 : 0) + (Sum >> 1) + *pFcbName++;

        }

        return (Sum);

    }

 

关于FAT32目录入口（DE）的第0C（mNameCase）字节分析了一下。发现如下规律

纯短文件名则有如下规律：

       文件名小写    00001000

       扩展名小写    00010000

       两者可以相与。也就是说如果文件名为小写的话，则0C字节的第3位为1。如果扩展名为小写的话，则0C字节第4位为1.

综上：

       文件名小写，扩展名小写,如aaa.aaa        则00011000=18h

       文件名大写，扩展名大写,如AAA.AAA  则00000000=00h

       文件名大写，扩展名小写,如AAA.aaa     则00010000=10h

       文件名小写，扩展名大写,如aaa.AAA     则00001000=08h

长文件名不管是LDE还是与之对应的SDE中的0C字节都是0

 

本人菜鸟