4 fat32文件格式

分享未结  0  1231

李延 LV6 2022-06-24

悬赏：20积分

# 1 FAT32

前面我们介绍了MBR分区说明，在本章我们继续介绍FAT32格式的文件分配表，具体看一下我们的文件与文件目录到底在硬盘中是如何存储的。

# 2 基本概念

首先我们需要明确几个基本的概念

- 块：这里我们不关注磁盘的磁盘的扇区、磁道等相关概念。而是把磁盘看作一个整体，每512字节为一个块，从0开始编号。也就是说磁盘前512个字节为第0个块，接下来的512字节为第1个块，以此类推。（也就是说采用LBA寻址方式，不适用CHS寻址方式）
- 簇：磁盘容量是比较大的，如果以块为单位粒度还是太细了，所以我们一般把 8个块 称为一个簇。簇的大小不是固定的，它在FAT头中进行定义，一般为8个块。

# 3 整体结构

![image-20220624142816946](https://www.lioyan.cn/data/image-20220624142816946.png)

虽然图中看着相对比较复杂，但我们可以把它粗略的分为主要的3个区域

- FAT头：也就是上图中的 主启动区+文件系统信息扇区+额外保留空间。主要保存文件系统信息，包括：FAT空间大小、文件分配表位置、数据区位置等相关信息。
- 文件分配表：记录每个簇的分配情况。
- 数据区：上图中的根目录+其他所有数据。这里记录了文件系统的目录信息、文件信息以及具体文件内容。

我们也将从这3方面详细介绍：

# 4 FAT头

FAT头占用512字节，具体内容如下：

![image-20220624143757679](https://www.lioyan.cn/data/image-20220624143757679.png)

这里我们主要关注的内容是关于文件分配表位置、数据区位置等相关的几个数据，他们分别是：

- 位置： 0x0b，长度：2，说明： 每个扇区的字节数。*基本输入输出系统参数块*从这里开始。
- 位置：0x0d，长度：1，说明：  每簇扇区数
- 位置：0x0e，长度：2，说明：  保留扇区数（包括启动扇区）
- 位置：0x10，长度：1，说明：  文件分配表数目
- 位置：0x1c，长度：4，说明：  隐藏扇区
- 位置：0x24，长度：4，说明：  每个文件分配表的扇区（FAT32）。*扩展基本输入输出系统参数块*从这里开始。

通过上面的信息，我们可以确定：文件分配表与数据区位置：

文件分配表位置 =  隐藏扇区+保留扇区数

数据区位置 = 隐藏扇区+保留扇区数+文件分配表数目*每个文件分配表的扇区

其中上面的单位都是扇区，计算字节需要在乘以512.

# 5 数据区

我们先跳过文件分配表 直接解析数据区内容。

数据区所有数据都是以簇为单位进行存储，也就是说一个文件大小如果小于一个簇也将会被分配一个簇的大小。

数据区内容我们可以将他们分为两种类型：文件信息与文件内容。

- 文件信息就是指：文件夹或者一个文件的基本信息，如：文件名称、文件类型、文件创建事件等相关内容。
- 文件内容：就是指文件具体存储的内容。

# 5.1 文件信息

同一级的文件可以被看作一个文件，每32个字节记录一个文件或者文件夹的基本信息，数据区最开始的簇将记录根目录下的文件信息，具体格式如下：

![image-20220624145423280](https://www.lioyan.cn/data/image-20220624145423280.png)

这里我们看到记录了 文件名称、文件创建修改时间、文件大小（单位字节）等形象。

我们看到上面有2个字节记录：FAT12和FAT16中的第一个簇。也就是说我们可以通过它找到文件的具体内容。

这里只记录了一个簇号，但文件的内容可能不是连续的，比如：

- 我们先创建了一个a.txt文件。
- 之后我们再创建了其他文件，那么a.txt 文件后面的簇内容就会被分配给其他新创建的文件。
- 如果这时候我们在回退修改了a.txt 文件，它超过了之前簇的内容，需要分配新的簇。

这种情况我们就会发现，一个文件的簇不一定是连续的，只记录第一个簇的位置是不够的。所有我们需要有一个位置记录每个文件下一个簇位置的地方，而它就是文件分配表。

# 6 文件分配表

文件分配表 其实维护的类似一个单向链表的结构，我们把文件分配表每4个字节看做一个元素，把它看着一个数组结构。

这个数组的下标就代表数据区具体的哪个簇，而具体的只则表示下一个簇的位置。这样就可以维护为单向链表，记录一个完整的文件系统。

其中有几个特殊的值，具体如下：

![image-20220624150759433](https://www.lioyan.cn/data/image-20220624150759433.png)

# 7 参考

https://blog.csdn.net/csdn66_2016/article/details/88066637

https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%AA%94%E6%A1%88%E9%85%8D%E7%BD%AE%E8%A1%A8#FAT32

回帖

消灭零回复