通过实践认识fat32

在bbs.chinaunix.com厮混了很久，学到了很多东西。今天把学习FAT32的笔记贴出来，和大家分享一下。欢迎拍砖。

FAT32文件系统是一个比较重要的文件系统，并且，设计思路比较简单。在windows操作系统，以及嵌入式平台上有广泛的用途。对于一个没有安装操作系统的普通FAT32分区的磁盘，主要的结构有：DBR，FAT表，备份FAT表，以及数据区。注意与FAT16和FAT12区分，FAT32是没有单独的根目录区的，因为单独的根目录区，对根目录下面的文件数量是有限制的。对于一个划分了FAT32分区的磁盘来说，在DBR里面包含有重要的磁盘分区信息。操作系统读取磁盘的时候，按照DBR和FAT表来读取和寻找文件的。

在DBR中，最重要的数据结构是BPB块，BPB表里面包含了很多有用的信息。

Q：BPB表保存在哪里？

A：保存在DBR区中，而DBR区，在FAT32格式的磁盘分区中一般位于0磁头1柱面1扇区的位置。0磁头0柱面留给MBR以及保留扇区。如果没有安装操作系统，那么就在0磁头0柱面上第1个扇区。本文的实验没有安装操作系统的SDCARD。

知道了BPB保存在哪里后，要掌握FAT32分区情况，就需要知道一些关键的信息：

1。DBR后面有多少的保留扇区？

2。FAT表保存在哪里？

3。一个FAT占多少扇区？

4。在FAT32里面已经没有了根目录区的概念了，那么根目录在哪个扇区？

了解了这些以后，我们就能够大概跟踪到各个文件了。


                                      DBR截图

对照以上截图，以及FAT手册，我们就可以回答上面的这几个问题。

Q：DBR后面有多少保留扇区？

A：0X0E
2个字节。0020个扇区，也就是加上DBR一共32个扇区

Q：FAT表保存在哪里？

A：第一个柱面DBR＋保留扇区之后。第32个扇区之后，保存着FAT表

Q：1个FAT表占用多少扇区？

A：0X24
4个字节。01fc个扇区

Q：根目录在哪个扇区？

A：位于的簇号记录于DBR
0X2C 4个字节。不过，一般是在FAT表之后DBR＋2＊FAT表扇区之后。0X0002扇区

Q：FAT表是以簇为单位来管理的，一个簇有多少扇区？

A：DBR里面偏移0x0D一个字节。01个扇区（32MB）

Q：根目录数据在哪个扇区？

A：保留扇区＋FAT＊2扇区看一下
32＋0x01fc*2=32+1016=1048扇区数.1048*512=536576B

由于在FAT32分区格式中，根目录区的特殊性已经取消了。因此保留扇区（保留扇区包括DBR）＋FAT1＋FAT2后，便是根目录数据区的位置。根目录本身的目录项是没有的，在数据区开始位置放置的就是根目录的内容（也就是根目录的数据）。所以，如果我们去查找根目录下的某个文件，或者目录，直接异步到数据区的开始处，就可以查找了。我们可能会有疑问，那如果根目录区内的文件名很多，于是根目录的数据大小超过了一个簇的大小，咋办哩？当然有办法了，想想FAT表的作用吧，呵呵。FAT表便是一个数据区的链表，按照FAT表来索冀，我们就能够得到一个大小超过一个簇的文件了。

用一个例子来说明吧。

首先，用android下面的工具：mksdcard来制作一个FAT32的img镜像。

看到了，已经生成了一个32MB的MY_SD的fat32镜像。

接着，我们把MY_SD挂在到/mnt/t分区，并且往上面放两个文件：


然后，经过前面我们对FAT32的分析，第一个分区是DBR分区，然后是31个保留分区，接下来是FAT分区。根据DBR分区中BPB相关字段，FAT分区一共占0x01FC(50个扇区，再加上备份FAT表，一共是1016个FAT分区。这样子，数据区就在1016+31个分区之后的分区。我们先查找river.txt的文件分布吧：

根目录的数据区域包含了根目录下的文件及目录的相关信息。因此我们要在1048个扇区将根目录的数据读出来，从中，识别river.txt的目录名
和 数据所在的簇号：

从中我们可以看到river.txt数据区所在的位置是00000004簇，文件大小是8个字节(“huanghe”一共是7个字节，再加上/0，一共是8个字节)。另外，我们也可以看到mountain.txt所在簇号00000005，文件大小是9个字节(“ximalaya”，在加上/0)。

由于river.txt数据是在第4簇号放着，而FAT规定簇号的起始记号是从2开始，因此，实际上，要找的话，就从数据区的第2个簇号里面放着，在32MB的fat32中，每一个簇占1个扇区，因此river.txt所在的数据扇区的位置：1048＋2＝1050个扇区，1050＊512B＝537600B。我们找一下：

看到了吧。强化一下，我们继续找mountain.txt.
1048+3=1051扇区，1051＊512B＝538112B。我们来找一下：

呵呵，找到了。以上就是对FAT32的文件系统的认识。

comment:禁止转载。