FAT16文件系统简介(一)

 

我们在前面已经完成了主引导扇区程序的编写。通过主引导记录，我们已经实现了装入分区引导扇区执行的操作。和主引导扇区一样，分区引导扇区也只有区区512个字节，根本不可能放得下所有的代码来将以操作系统内核装入内存，完成重定位工作并设置内核的运行环境。

 

应次，分区引导扇区也只能做一件事，那就是把真正的操作系统装载程序（RMOSLDR）从文件系统读入内存并运行。由于RMOSLDR是以文件的形式存在于文件系统上的。因此，它的大小将不会受到限制。另外因为我们必须将操作系统装载程序从文件系统上读入内存，我们必须首先了解文件系统的格式。这里，我使用了最简单的文件系统——FAT16文件系统。

 

一个FAT16文件系统的整体结构如下图所示。

 

 

 

 

在图上我们可以看到，FAT16文件系统的第一部分是分区引导记录。这就是我们放置分区引导程序的地方，也就是分区的第一个扇区。在这个扇区里，FAT16文件系统放置了一些数据结构（BIOS参数块）来描述整个分区大大小以及磁盘结构等等。这个数据结构可以用下面的C++结构表示。

 

#pragma pack(1)struct BPB_Block{ WORD BytesPerSector; BYTE SectorPerCluster; WORD ReservedSectors; BYTE NumberOfFATs; WORD NumberOfRootDirEntries; WORD TotalSectors; BYTE MediaDescriptor; WORD SectorsPerFAT; WORD SectorPerTrack; WORD Heads; DWORD HiddenSectors; DWORD TotalSectors32; BYTE PhysicalDriveNumber; BYTE Reserved; BYTE SignatureByte; DWORD SerialNumber; char Label[11]; char FSType[8]; };  

在这里面， 有几个域现在已经基本没什么用了，比如每磁道扇区数等等。下表描述了一些重要的域

BytesPerSector

         每扇区字节数，一般为512

 

SectorPerCluster:

         每簇扇区数。FAT16文件系统分配空间的时候是以簇为单位分配的，每簇一般可以有1-64个扇区。

 

ReservedSectors:

         保留扇区数，也就是文件分配表之前的扇区数。一般为1，即引导扇区后紧接着文件分贝表。

 

NumberOfFATs:

         文件分配表个数。一般为2，也就是一个文件分配表加一个备份。

 

NumberOfRootDirEntries:

         根目录项数。FAT16文件系统上根目录区的大小是固定的，所以一个FAT16文件系统可以容纳的根目录项数也是有限的。

 

TotalSectors:

         总扇区数

 

SectorsPerFAT:

         文件分配表大小，以扇区为单位。

 

TotalSectors32:

         总扇区数，假如，TotalSectors为0，那么总扇区数放在这里。

 

FSType:

         为字符串FAT16

 

 

通过上述的参数，我们就可以算出文件系统上的几个重要部分如FAT，根目录区，数据区等的位置了。

比如:

FAT区位置 = 引导扇区地址 ＋ ReservedSectors

         根目录区位置 = FAT区位置＋ NumberOfFATs×SectorsPerFAT

         数据区位置　=　根目录区位置＋(NumberOfRootDirEntries×32+（BytesPerSector - 1)) / BytesPerSector

 

（未完待续）