FAT12 文件系统

一、FAT12 Spec
http://www.disc.ua.es/~gil/FAT12Description.pdf

一些要点描述：
FAT12, "12"是指FAT的条目的长度为12bits

当使用FAT12作为软盘文件系统时：
扇区 

- 基本存储单位， 512 Bytes
簇 - 多个扇区组成簇， 对于软盘来说，一个簇中只有一个扇区

整个软盘的结构如下：
Boot Sector + FAT tables + Root Directory + Data Area

对于1.44MBytes的软盘来说，总共有2880个扇区
Boot Sector：位于0号扇区
FAT tables:  由FAT1/FAT2，其中FAT1和FAT2完全相同，共占2 * 9 =18扇区，从1 ～ 18号扇区
Root Directory: 目录结构区，共占14个扇区，从19 ～ 32号扇区，每条目录占32Bytes，这样，最大能支持14 *512 / 32 = 224个目录或文件
Data Area：数据区，共2861个扇区，从19 ～ 2879号扇区

二、Boot sector:结构分析
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Offset      Length        Defaultvalue                      Data
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0                11                                                                  name
11              2                        512                                  Byte per sector
13              1                          1                                      Sectors per cluster
14              2                          1                                      Number of reserved sectors
16              1                          2                                    Number of FATs
17              2                        224                                    Maximum number of root directory entires
19              2                        2880                                  Total sector count
21              1                        0xF0                                  软盘类型，高密度，双面
22              2                          9                                      Sectors per FAT
24              2                          18                                    Sectors per track
26              2                          2                                      Number of heads
28              4                          0                                      Hidden sector count
32              4                          0                                      Total sector count for FAT32 (0 for FAT12 and FAT16)
36              2                          0                                      Number of driver
38              1                          0x29                                Boot signature, which indicates the following three fields in theboot sector are present
39         4                                                                    Volume id
43              11                        "NO NAME  "                  Volume label
54                8                        "FAT12    "                    File system type(e.g. FAT12, FAT16)
62              ...                                                                Data or Boot code
510              2                          0xAA55                          Boot sector flag
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也就是说头部占用62Bytes

如何根据上面的结构计算FAT所在扇区位置：
FAT 起始扇区号 = 保留扇区个数 [28] + 隐藏扇区个数 [14]
FAT1 起始扇区号 = FAT 起始扇区号
FAT2 起始扇区号 = FAT 起始扇区号 + 每个FAT占用的扇区数 [22]

根目录起始扇区号 = FAT 起始扇区号 + 每个FAT占用的扇区数 [22] * FAT 个数 [16]
根目录占用扇区数 = 最大根目录条目数[17] * 32 / 每个扇区的字节数 [11]

数据起始扇区号 = 根目录起始扇区号 + 根目录占用扇区数

三、FAT 结构
Val                                  Meaning
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0x00                                Unused
0xFF0-0xFF6                  Reserved cluster
0xFF7                              Bad cluster
0xFF8-0xFFF                  Last cluster in a file
others                            Number of the next cluster in the file
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一个条目占12 比特
FAT表中的每一条对应一个数据区的一个簇号。。
譬如数据区起始扇区号=33
FAT表的头2个条目为保留
FAT表共有条目数= 每个FAT占用的扇区数 [22] * 每个扇区的字节数 [11] * 2 / 3 = 9 * 512 * 2/3 = 3 * 1024 = 3072

数据区起始扇区对应的FAT条目索引为2,即第3条条目,而该条目中的值则根据上表来解释。。
数据区的扇区号 = FAT表的索引号 - 2 + 33

四、根目录的结构
每条目录为32Bytes
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Offset      Length          Description
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0                    8                文件名    (如果第一个字节为0xE5，则表示该目录条未使用；如果第一个字节为0x00，则表示，该条目及后面所有的条目都没有被使用）
8                    3                文件扩展名
11                  1                文件属性 (bit0 - readonly, bit1 - hidden, bit2 - system, bit3 - volumelabel, bit4 - subdirectory, bit5 - archive, bit6 - unused, bit7 -unused)
12                  2                Reserved
14                  2                创建时间
16                  2                创建日期
18                  2                最后访问日期
20                  2                Igore in FAT12
22                  2                最后写时间
24                  2                最后写日期
26                  2                起始簇号 (即对应的FAT表的索引号）
28                  4                文件大小（字节为单位）
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注意：
文件名和文件扩展名都不包含NULL结束字符；

五、文件分配举例
三个文件
AAAA.txt    100 bytes
BBBB.txt    1400 bytes
CCCC            目录

ROOT[0].[26] = 3
ROOT[1].[26] = 2
ROOT[2].[26] = 5
FAT[0] = 0xFF8 -> 对应的为目录区
FAT[1] = 0xFFF
FAT[2] = 4 -> BBBB.txt (1) ->33号扇区
FAT[3] = 0xFF8 -> AAAA.txt ->34号扇区
FAT[4] = 6 -> BBBB.txt (2) ->35号扇区
FAT[5] = 0xFF8 -> 目录 -> 36号扇区
FAT[6] = 0xFF8 -> BBBB.txt (3) ->37号扇区