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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。

 

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。


 

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