关于fat文件系统

文件系统

FAT

FAT全称File Allocation Table，也就是文件分配表。这源于采用了一种叫做文件分配表（File Allocation Table）的结构来管理磁盘中的扇区。

 

在FAT文件系统中主引导记录结构的描述中，有个很重要的结构：BPB (BIOS Parameter Block)，也就是BIOS参数块。BPB存在于MBR扇区（或主/引导扇区）中。

 

FAT卷（分区）大小

BPB中有个BPB_TotSec16字段，如果是FAT32，则是BPB_TotSec32字段，分别占用2和4个字节，表示FAT卷（分区）的大小，也就是FAT卷（分区）的扇区数。所以FAT卷（分区）最大能表示2的16次方和2的32次方个扇区，也就是单个FAT卷（分区）最大能表示32M和2T。

 

FAT（File Allocation Table，文件分配表）

BPB中有个BPB_FATSz16字段，如果是FAT32，则是BPB_FATSz32字段，分别占用2和4个字节，表示FAT（File Allocation Table，文件分配表）的大小，也就是FAT（File Allocation Table，文件分配表）使用的扇区数。所以FAT（File Allocation Table，文件分配表）最大能表示2的16次方和2的32次方个扇区，也就是单个FAT（File Allocation Table，文件分配表）最大能表示32M和2T。

 

FAT包括3中格式：FAT12, FAT16和FAT32

 

FAT12, FAT16由以下4个区域组成：

1、Reserved area (volume configuration data)

2、FAT area (allocation table for data area)

3、Root directory area

 

4、Data area (contents of file and directory)

也就是：

1、保留区域

2、FAT区域

3、根目录区域

4、数据区域

 

FAT32由以下3个区域组成，它没有根目录区域：

1、Reserved area (volume configuration data)

2、FAT area (allocation table for data area)

 

3、Data area (contents of file and directory)

也就是：

1、保留区域

2、FAT区域

3、数据区域

 

这些区域的大小以及在磁盘中的位置并不固定。

 

 

 

BPB中有个BPB_RsvdSecCnt字段，表示保留区域（Reserved area）所使用的扇区数，该字段不可以为0，通常为1，1个扇区正好是MBR的大小，也就是MBR扇区或主/引导扇区，当然也可以是大于1的值，如对于FAT32文件系统，通常为32。

 

FAT区域在保留区域的后面，FAT区域中主要存放FAT（File Allocation Table，文件分配表），出于容错的考虑，会冗余存放多份FAT（File Allocation Table，文件分配表），正常情况下只会使用到其中的一份FAT（File Allocation Table，文件分配表），通常会存放2份，以保证如果其中的一份遭到损坏的话，可以使用另一份进行恢复。

 

BPB中有个BPB_NumFATs字段，表示FAT区域中FAT（File Allocation Table，文件分配表）的个数。通常为2。大于等于1的值都是有效的。

BPB中有个BPB_FATSz16字段，如果是FAT32，则是BPB_FATSz32字段，表示FAT（File Allocation Table，文件分配表）的大小，也就是FAT（File Allocation Table，文件分配表）使用的扇区数。

 

随后就是数据区域

 

从这里我们知道，保留区域是在磁盘中从主/引导扇区开始的至少1个扇区的区域。FAT区域是在保留区域之后的BPB_FATSz16 * BPB_NumFATs个扇区。如果是FAT32，就是BPB_FATSz32 * BPB_NumFATs。数据区域是在保留区域之后的扇区。

 

保留区域

保留区域中主要就是一个DBR区，如果保留区域超过1个扇区的话，那么除了DBR区，还会有部分剩余保留区域。

 

DBR区

DBR区就是DBR扇区，占512字节。

 

DBR扇区

也就是Boot Sector，DBR扇区中主要包括引导（Bootstrap）程序和BPB (BIOS Parameter Block)，也就是BIOS参数块。

 

这里的Boot Sector，也就是引导扇区通常被称为VBR(卷引导记录)或PBR(私有引导记录)，但它只是保留区域的第一个扇区，卷（分区）的第一个扇区。

 

DBR(Dos Boot Record, DOS引导记录)

DBR DOS引导记录存放于DBR扇区中。DBR在有些地方也称为VBR(卷引导记录)或PBR(私有引导记录)

 

DBR和MBR的区别

MBR用于引导操作系统的，系统祝引导程序bootloader存放在MBR中。

DBR是FAT卷（分区）的引导扇区，它的引导程序存放在DBR中。

 

 

FAT文件系统

 

FAT文件系统本身也称为逻辑卷或者逻辑驱动器。FAT12, FAT16和FAT32分别称为FAT12, FAT16和FAT32文件系统。

 

什么是逻辑卷和逻辑驱动器

 

以Windows磁盘管理为例，如下图，Windows中的C、D、E、F盘。。。都是一个个卷，也就是逻辑卷。其中每个盘都是一个分区，其中C、F盘为主要分区，也就是基本分区。D、F盘为一个扩展分区，D、F盘为扩展分区下面的两个逻辑驱动器，逻辑驱动器也是一种特殊的分区。

 

可以看出每个盘（每个分区）都对应一个文件系统，也就是一个文件系统。