FAT32文件系统的存储组织结构

FAT32文件系统的存储组织结构（一） (2012-05-19 16:57) 标签: FAT32 文件系统 分类： 文件系统

对磁盘的物理结构，逻辑结构和存储结构有了比较深入的了解后，我们来仔细探讨FAT32文件系统的存储组织结构。说到文件系统的组织结构，我们应该马上意识到，这指的是文件系统在同一个分区内的组织结构，在这个话题上，我们完全可以不管分区之外的所有事情。

为了分析FAT32文件系统的存储组织结构，我们来建立一个实实在在的文件系统：将U盘插入电脑，将U盘格式化成FAT32分区格式：

以建好的U盘FAT32文件系统为基础，下面从文件系统的各个组成来分别加以介绍。

分区引导扇区DBR

用winhex打开U盘显示如下：

这是FAT32分区引导记录 ，定义如下：

偏移00H: 3字节的 跳转指令 EB 58 90，跳过下面的BPB和扩展BPB部分 偏移03H:8字节的硬盘分区类型文本字符名：4D 53 44 4F 53 35 2E 30 即： MSDOS5.0

偏移0BH: 25字节的分区参数块(BPB)，细分如下：

偏移0BH：扇区字节数 00 02 即0X0200,512字节

偏移0DH：每簇扇区数 08即每簇包括8个扇区

偏移0EH：保留扇区数 24 00即保留36个扇区

偏移10H：FAT表份数 02即两个FAT表

偏移11H：未用 00 00

偏移13H：未用 00 00

偏移15H：介质类型 F8即本地硬盘

偏移16H：未用 00 00

偏移18H：每磁道扇区数 3F 00 即每磁道63扇区

偏移1AH：磁头数 FF 00即255个磁头

偏移1CH：隐藏扇区数 80 1F即8064个隐藏扇区

偏移20H：磁盘总扇区数 80 F0 77 00即总共7860352个扇区

（7860352*512=4024500224，因为我的U盘是4G）

偏移24H:52字节的扩展分区参数块(扩展BPB)，细分如下：

偏移24H：FAT表占用扇区数 EE 1D 00 00即FAT表占7662个扇区 偏移28H：未用 00 00 00 00

偏移2CH：根目录入口簇号 02 00 00 00即根目录从02号簇开始

偏移30H：文件系统信息扇区号 01 00即扇区1

偏移32H：备份引导扇区的位置 06 00即6号扇区(第7个扇区)，从WINHEX中我们也可以看到，6号扇区的内容和0号引导扇区内容 是 一样的 偏移34H：未用 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00

偏移40H：物理磁盘号 00

偏移41H：未用 00

偏移42H：扩展引导标志 29即0X29

偏移43H：磁盘序列号F1 2A 27 04通常为一随机数

偏移47H：卷标ASCII 4E 4F 20 4E 41 4D 45 20 20 20 20 即NO NAME

偏移52H：文件系统格式ASCII 46 41 54 33 32 20 20 20即FAT32

偏移5AH:分区引导代码 420字节：

33C98ED1BCF47B8EC18ED9BD007C884E028A5640B408CD137305B9FFFF8AF166

0FB6C640660FB6D180E23FF7E286CDC0ED0641660FB7C966F7E1668946F8837E1

6007538837E2A007732668B461C6683C00CBB0080B90100E82B00E94803A0FA7DB

47D8BF0AC84C074173CFF7409B40EBB0700CD10EBEEA0FB7DEBE5A0F97DEBE0

98CD16CD196660663B46F80F824A00666A0066500653666810000100807E02000F8

52000B441BBAA558A5640CD130F821C0081FB55AA0F851400F6C1010F840D00FE4

602B4428A56408BF4CD13B0F96658665866586658EB2A6633D2660FB74E1866F7F1

FEC28ACA668BD066C1EA10F7761A86D68A56408AE8C0E4060ACCB80102CD13666

10F8254FF81C300026640490F8571FFC34E544C445220202020202000000000000000

00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

00000000000000D0A52656D6F7665206469736B73206F72206F74686572206D656469

612EFF0D0A4469736B206572726F72FF0D0A507265737320616E79206B657920746F2

0726573746172740D0A0000000000ACCBD80000 偏移1FEH:有效扇区结束标志 55 AA

到此分区引导扇区介绍结束。

文件分配表FAT

简介：

FAT表(文件分配表)，是FAT文件系统中用于磁盘数据索引和定位而引进的一种链式结构。在FAT文件系统中，文件的存储依照FAT表制定的簇链式数据结构来进行。同时，FAT文件系统将组织数据时使用的目录也抽象为文件，以简化对数据的管理。

FAT1表位置的定位：

在我们前面介绍分区引导记录的时候提到,在偏移0EH处存储了保留扇区的个数，这个保留扇区数指的就是当前分区内DBR到FAT表之间的所有扇区的个数（包括DBR但不包括FAT表）。因此，我们可以定位FAT表所在的起始偏移位置了，即24H*200H=4800H。我们贴出4800H处得部分内容如下：

显然没有错，这就是我们FAT1所存储的位置，只是当前没有存储文件，所以FAT比较简单罢了。

FAT2表位置的定位：

在我们前面介绍分区引导记录的时候提到,在偏移24H处存储了FAT表所占用的扇区个数，我们又知道FAT2是紧邻FAT1的，所以可以很容易得到FAT2的存储位置的偏移地址：FAT1的起始偏移地址+FAT1的大小

=4800H+1DEEH*200H=3C2400H,我们贴出3C2400H处的部分内容如下：

显然没有错，这就是我们FAT2所存储的位置，内容与FAT1相同。 FAT表的特性：

FAT表由一系列大小相等的FAT表项组成，它有如下特性：

FAT32中每个簇的簇地址，使用32bit(4个字节)记录在FAT表中。FAT表中的所有字节位置以4个字节为单位进行划分，并对所有划分后的位置由0进行地址编号。0 号地址与1号地址被系统保留并存储特殊标志内容。从2号地址开始，每个地址对应于数据区的簇号，FAT表中的地址编号与数据区中的簇号相同。我们称FAT中的这些地址为FAT表项，FAT表项中记录的值称为FAT表项值。 当文件系统被创建，也就是进行格式化操作时，分配给FAT区域的空间将会被清空，在FAT1与FAT2的0号表项与1号表项写入特定值。由于创建文件系统的同时也会创建根目录，也就是为根目录分配了一个簇空间，通常为2号簇，所以2号簇所对应的2号FAT表项也会被写入一个结束标记。

如果某个簇未被分配使用，它所对应的FAT表项内的FAT表项值即用0进行填充，表示该FAT表项所对应的簇未分配使用。

当某个簇已被分配使用时，则它对应的FAT表项值也就是该文件的下一个存储位置的簇号。如果该文件结束于该簇，则在它的FAT表项中记录的是一个文件结束标记，对于FAT32而言，代表文件结束的FAT表项值为0x0FFFFFFF。 如果某个簇存在坏扇区，则整个簇会用FAT表项值0x0FFFFFF7标记为坏簇，不再使用，这个坏簇标记就记录在它所对应的FAT表项中。

由于簇号起始于2，所以FAT表的0号表项与1号表项不与任何簇对应。FAT32的0号表项值总是“F8FFFF0F”。1号表项可能被用于记录脏标志，以说明文件系统没有被正常卸载或者磁盘表面存在错误。不过此值似乎并不重要，因此我们只要了解就可以。正常情况下，1号表项值为“FFFFFFFF”或

“FFFFFF0F"。

在文件系统中新建文件时，如果新建的文件只占用一个簇，为其分配的簇所对应的FAT表项将会被写入结束标记。如果新建的文件不只占用一个簇，则在

其所占用的每个簇对应的FAT表项中写入为其分配的下一簇的簇号，在最后一个簇对应的FAT表项中写入结束标记。

新建目录时，只为其分配一个簇的空间，对应的FAT表项中写入结束标记。当目录增大超出一个簇的大小时，将会在空闲空间中继续为其分配一个簇，并在FAT表中为其建立FAT …… 此处隐藏：5039字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……