Fat 文件系统（1）

来源：互联网发布：手机直播声音软件编辑：程序博客网时间：2024/06/05 03:36

Mbr(master boor record)主引导记录区。它与操作系统无关，它处在0柱面，0磁道，1扇区。没有扇区的大小一般是512 bytes。在fat文件系统中的实现代码为了达到最大的兼容，一般采用扇区大小为512，尽管windows支持其他的扇区长度。在这个扇区中前446 bytes是引导代码。后面64 bytes是磁盘的分区信息。最后两个bytes是结束标志。0x55aa。

前446个bytes的引导代码对用户来说一般不会有什么用处，但是64bytes的分区信息是有用的。这也是病毒经常破坏的地方。如果这里被破坏那么就不能正确地获得，分区的信息，更不能正确地读取分区上的数据内容。我们以分区表的一个表项来举例：下面是我用磁盘工具察看的u盘的第一个扇区：

Offset 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F

00000000 FA 33 C0 8E D0 BC 00 7C 8B F4 50 07 50 1F FB FC ?缼屑.|嬼P.P.

00000010 BF 00 06 B9 00 01 F2 A5 EA 1D 06 00 00 BE BE 07 ?.?.颔?...揪.

00000020 B3 04 80 3C 80 74 0E 80 3C 00 75 1C 83 C6 10 FE ?€<€t.€<.u.兤.?

00000030 CB 75 EF CD 18 8B 14 8B 4C 02 8B EE 83 C6 10 FE 藆锿.?婰.嬵兤.?

00000040 CB 74 1A 80 3C 00 74 F4 BE 8B 06 AC 3C 00 74 0B 藅.€<.t艟??.t.

00000050 56 BB 07 00 B4 0E CD 10 5E EB F0 EB FE BF 05 00 V?.??^腽膻?.

00000060 BB 00 7C B8 01 02 57 CD 13 5F 73 0C 33 C0 CD 13 ?|?.W?_s.3劳.

00000070 4F 75 ED BE A3 06 EB D3 BE C2 06 BF FE 7D 81 3D Ou砭?胗韭.傀}?

00000080 55 AA 75 C7 8B F5 EA 00 7C 00 00 49 6E 76 61 6C U猽菋蹶.|..Inval

00000090 69 64 20 70 61 72 74 69 74 69 6F 6E 20 74 61 62 id partition tab

000000A0 6C 65 00 45 72 72 6F 72 20 6C 6F 61 64 69 6E 67 le.Error loading

000000B0 20 6F 70 65 72 61 74 69 6E 67 20 73 79 73 74 65 operating syste

000000C0 6D 00 4D 69 73 73 69 6E 67 20 6F 70 65 72 61 74 m.Missing operat

000000D0 69 6E 67 20 73 79 73 74 65 6D 00 00 00 00 00 00 ing system......

000000E0 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 ................

000000F0 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 ................

00000100 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 ................

00000110 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 ................

00000120 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 ................

00000130 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 ................

00000140 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 ................

00000150 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 ................

00000160 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 ................

00000170 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 ................

00000180 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 ................

00000190 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 ................

000001A0 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 ................

000001B0 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 80 01 ..............€.

000001C0 01 00 0B 0F E0 FF 20 00 00 00 E0 E4 07 00 00 00 ....? ...噤....

000001D0 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 ................

000001E0 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 ................

000001F0 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 55 AA ..............U

从0x1be——0x1fd这个64个字节就是分区表，其中0x1be——0x1cd是一个分区，一位u盘只有一个分区，所以后面的就全是0。这些字节代表的意思如下：

第一个字节是：分区活动标志，

第二，三，四字节是本分区开始的磁头，扇区，柱面号。

第五个字节是：文件系统的类型标记。

分区类型符为：

　　00H——表示该分区未用

　　06H——FAT16基本分区

　　0BH——FAT32基本分区

　　05H——扩展分区

　　07H——NTFS分区

　　0FH——（LBA模式）扩展分区

　　83H—— Linux分区

第六，七，八字节是结束磁头号，扇区号，柱面号。

第九，十，十一，十二是本分区之前已经用的扇区数。

第十三，十四，十五，十六是本分区的总扇区数。

根据这些信息我们可以找到这个分区，我们注意到9，10，11，12字节是本分区之前已经用的扇区数，因为扇区编号从0开始，所以这个扇区的数也就是本分区开始的扇区号。但是还要注意计算方式，我们按照上面截取的数据来说明，第9，10，11，12字节的内容是：20 00 00 00，我们计算时要把它倒过来，也就是00 00 00 20，其实就是0x20，十进制就是32，也就是说在本分区之前已经有32个扇区被使用；那么本分区的扇区号就是32。把它转换成磁盘的地址空间，就是32*512（扇区大小为512bytes） = 0x00004000处。从这个开始的第一个扇区就是我们常说的dbr区，下面我们把此处的第一扇区的内容复制到下面：

Offset 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F

00004000 EB 58 90 4D 53 44 4F 53 35 2E 30 00 02 04 22 00 隭怣SDOS5.0...".

00004010 02 00 00 00 00 F8 00 00 3F 00 FF 00 20 00 00 00 .....?.?.. ...

00004020 E0 E4 07 00 EF 03 00 00 00 00 00 00 02 00 00 00 噤..?..........

00004030 01 00 06 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 ................

00004040 00 00 29 3C 89 C3 FC 4E 4F 20 4E 41 4D 45 20 20 ..)<壝麼O NAME

00004050 20 20 46 41 54 33 32 20 20 20 33 C9 8E D1 BC F4 FAT32 3蓭鸭?

00004060 7B 8E C1 8E D9 BD 00 7C 88 4E 02 8A 56 40 B4 08 {幜庂?|圢.奦@?

00004070 CD 13 73 05 B9 FF FF 8A F1 66 0F B6 C6 40 66 0F ?s.?婑f.镀@f.

00004080 B6 D1 80 E2 3F F7 E2 86 CD C0 ED 06 41 66 0F B7 堆€?麾喭理.Af.?

00004090 C9 66 F7 E1 66 89 46 F8 83 7E 16 00 75 38 83 7E 蒮麽f塅鴥~..u8儈

000040A0 2A 00 77 32 66 8B 46 1C 66 83 C0 0C BB 00 80 B9 *.w2f婩.f兝.?€?

000040B0 01 00 E8 2B 00 E9 48 03 A0 FA 7D B4 7D 8B F0 AC ..?.镠.狕}磢嬸?

000040C0 84 C0 74 17 3C FF 74 09 B4 0E BB 07 00 CD 10 EB 劺t.<t.??.??

000040D0 EE A0 FB 7D EB E5 A0 F9 7D EB E0 98 CD 16 CD 19 顮鹽脲狔}豚樛.?

000040E0 66 60 66 3B 46 F8 0F 82 4A 00 66 6A 00 66 50 06 f`f;F?侸.fj.fP.

000040F0 53 66 68 10 00 01 00 80 7E 02 00 0F 85 20 00 B4 Sfh....€~...?.?

00004100 41 BB AA 55 8A 56 40 CD 13 0F 82 1C 00 81 FB 55 A华U奦@?.?.侞U

00004110 AA 0F 85 14 00 F6 C1 01 0F 84 0D 00 FE 46 02 B4 ??.隽..?.﨔.?

00004120 42 8A 56 40 8B F4 CD 13 B0 F9 66 58 66 58 66 58 B奦@嬼?谤fXfXfX

00004130 66 58 EB 2A 66 33 D2 66 0F B7 4E 18 66 F7 F1 FE fX?f3襢.種.f黢?

00004140 C2 8A CA 66 8B D0 66 C1 EA 10 F7 76 1A 86 D6 8A 聤蔲嬓f陵.鱲.喼?

00004150 56 40 8A E8 C0 E4 06 0A CC B8 01 02 CD 13 66 61 V@婅冷..谈..?fa

00004160 0F 82 54 FF 81 C3 00 02 66 40 49 0F 85 71 FF C3 .俆伱..f@I.卶?

00004170 4E 54 4C 44 52 20 20 20 20 20 20 00 00 00 00 00 NTLDR .....

00004180 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 ................

00004190 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 ................

000041A0 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 0D 0A 52 65 ..............Re

000041B0 6D 6F 76 65 20 64 69 73 6B 73 20 6F 72 20 6F 74 move disks or ot

000041C0 68 65 72 20 6D 65 64 69 61 2E FF 0D 0A 44 69 73 her media...Dis

000041D0 6B 20 65 72 72 6F 72 FF 0D 0A 50 72 65 73 73 20 k error..Press

000041E0 61 6E 79 20 6B 65 79 20 74 6F 20 72 65 73 74 61 any key to resta

000041F0 72 74 0D 0A 00 00 00 00 00 AC CB D8 00 00 55 AA rt.......?.U

这就是启动扇区（boot sector），其中有一个很重要的块叫做bpb（bios 参数块）。我们选择几个重要的数据进行说明，这里的重要是对我来说很重要的，我在实现fat的文件系统。首先是偏移地址11，12处00 02，它表示没一个扇区占的字节数，它的计算方法和前面的一样，就是ox200，也就是512bytes；偏移13处代表每簇多少扇区。这里是04，就是每簇包含4个扇区；偏移14，15是保留区的扇区数，这里是34个保留区，偏移16就是fat表的个数，一般这里是2，这两个fat表是一样的，为了备份数据；偏移17是根目录中项计数，对已fat32来说是0；在偏移17，18处是fat12/16的表结构占用的扇区数，对于fat32文件系统此处设置为0，在偏移36处的4个字节是fat32的一个fat表结构占用的扇区数，需要注意的是这个地方不能同时被设置。因为我的文件系统是fat32，我们只关心偏移36处的4个字节，经计算我们得出一个fat表占用1007个扇区。Fat区紧贴着保留区，另外扇区的标号0扇区开始，从mbr所在的扇区开始标号。两个fat表是连在一起存放的。之后有个根目录区，根目录后面就是数据区了。未完待续。有不准确的地方希望大家指正。