FATFS文件系統(tǒng)詳解(下）

5.分區(qū)分析

繼續(xù)回顧我們一開始的這張布局圖

5.1 保留分區(qū)分析

保留分區(qū)為第一個分區(qū)，其中引導(dǎo)扇區(qū)位于保留分區(qū)的第一個扇區(qū)。

根據(jù) 4.3 章節(jié)計算結(jié)果可知，保留分區(qū)起始地址為 0x00，大小 0xC00

保留分區(qū)數(shù)據(jù)如下，保留分區(qū)內(nèi)最重要的內(nèi)容即為引導(dǎo)扇區(qū)，除引導(dǎo)扇區(qū)外，其他剩余空間全部保留，采用0x00覆蓋。關(guān)于引導(dǎo)扇區(qū)已在 4.2 章節(jié)詳細(xì)分析，此處不再做介紹。

5.2 FAT區(qū)分析

根據(jù) 4.3 章節(jié)描述，F(xiàn)AT區(qū)的起始地址為 ==0xC00==，大小為 ==0x3B400==，此外存在兩個FAT區(qū)，F(xiàn)AT1和FAT2，起始地址分別為：==0xC00==、==0x1E600==，對應(yīng)地址數(shù)據(jù)如下：

FAT1 數(shù)據(jù)：

FAT2 數(shù)據(jù)如下：

==由于此處采用FAT16格式，所以每個FAT條目占據(jù)兩個字節(jié)！==

根據(jù)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行分析：

確認(rèn) FAT2 為 FAT1 的備份；
存在5個FAT條目其中 FAT[0] 和 FAT[1] 為保留條目，F(xiàn)AT[0] 的內(nèi)容與 BPB_Media 媒體類型字段一致，F(xiàn)AT[1] 用來記錄錯誤歷史記錄 （詳見 4.5 章節(jié)描述）
==根據(jù)4.5章節(jié)描述，F(xiàn)AT2對應(yīng)數(shù)據(jù)區(qū)的第一個簇==，又FAT[2]、FAT[3]、FAT[4] 數(shù)據(jù)均為 0xFF，表明存在三個文件，且每個文件的大小小于等于一個簇的空間；且分別存放在數(shù)據(jù)區(qū)第1到第3個簇上！
此處可能大家會由疑問，剛剛格式化的sd卡為什么會存在文件內(nèi)，其實(shí)這個是系統(tǒng)文件，格式化后自帶的，默認(rèn)是隱藏的，只有使用winhex才能看到，也就是對應(yīng)的System Volume Information文件夾。

5.3 根目錄區(qū)分析

注意，根目錄區(qū)只有 FAT12 / FAT16 系統(tǒng)上存在，在FAT32系統(tǒng)上不存在此區(qū)域。

根目錄區(qū)用來記錄根目錄下的文件內(nèi)容，根據(jù) 4.3 章節(jié)計算可知，根目錄區(qū)起始地址為：==0x3C000==，大小為==0x4000==，數(shù)據(jù)內(nèi)容如下：

以下是對數(shù)據(jù)字段進(jìn)行分析后的內(nèi)容，如下圖所示：

格式化之后，默認(rèn)會生成一個System Volume Infomation的系統(tǒng)文件夾，同時此文件夾是根目錄下唯一的一個文件，因此在根目錄的數(shù)據(jù)如上圖所示。

此文件夾為目錄屬性，是隱藏的系統(tǒng)目錄
長文件名為System Volume Information，短文件名為SYSTEM~1
==此目錄指向存放的數(shù)據(jù)在2號簇（對應(yīng)數(shù)據(jù)區(qū)第一個簇），文件大小字段，由于此文件為目錄屬性，此字段無意義，因此強(qiáng)制為0==
至此，根目錄區(qū)分析完了，同時根目錄區(qū)的 System Volume Information文件指向數(shù)據(jù)區(qū)第一個簇（2號簇），接下來我們便進(jìn)入數(shù)據(jù)區(qū)進(jìn)行分析。

5.4 數(shù)據(jù)區(qū)分析

根據(jù) 4.3 章節(jié)計算可知，數(shù)據(jù)區(qū)起始地址為：0x40000，大小為242176 * 512 = 0x764 0000，數(shù)據(jù)內(nèi)容如下：

對應(yīng)數(shù)據(jù)字段分析如下：

System Volume Information 目錄下存在兩個文件，分別是IndexerVolumeGuid 和 WPSettings.dat。根據(jù)上述分析可知：

IndexerVolumeGuid文件的數(shù)據(jù)存放在 FAT[3]，3號簇上，即數(shù)據(jù)區(qū)的第3個簇（數(shù)據(jù)區(qū)的第1個簇為2號簇）；
WPSettings.dat 文件的數(shù)據(jù)存放在 FAT[4]，4號簇上，即數(shù)據(jù)區(qū)的第2個簇（數(shù)據(jù)區(qū)的第1個簇為2號簇）；
首先，我們跳轉(zhuǎn)到4號簇上查看IndexerVolumeGuid的數(shù)據(jù)，對應(yīng)地址計算方式為：
FirstSectorofCluster = DataStartSector + (N - 2) BPB_SecPerClus = 512 + (4 - 2) 4
= 520;

對應(yīng)地址為： FirstSectorofCluster BPB_BytsPerSec = 520 512 = 0x0004 1000

接著跳轉(zhuǎn)到3號簇上查看WPSettings.dat的數(shù)據(jù)，對應(yīng)地址計算方式為：
FirstSectorofCluster = DataStartSector + (N - 2) BPB_SecPerClus = 512 + (3 - 2) 4
= 516;

對應(yīng)地址為： FirstSectorofCluster BPB_BytsPerSec = 520 512 = 0x0004 0800

5.5 新增文件測試

在根目錄下新增 test 目錄，使用winhex更新磁盤數(shù)據(jù)，觀察各數(shù)據(jù)區(qū)變化
保留區(qū)無變化

FAT區(qū)變化如下：

根目錄區(qū)變化如下：

6.總結(jié)

以上便是關(guān)于FAT文件系統(tǒng)的全部分析了，通過上述分析，外加新增文件輔助理解，對于文件在FAT文件系統(tǒng)下如何管理、存儲，相信已經(jīng)有了非常深入的了解。

FAT文件系統(tǒng)分為四個區(qū)：

保留區(qū)最重要的是里面包含引導(dǎo)扇區(qū)，引導(dǎo)扇區(qū)內(nèi)存放著BIOS參數(shù)信息，通過此參數(shù)可以知道FAT文件系統(tǒng)的flash布局，以及flash大小，fat塊大小、簇大小等關(guān)鍵信息；
FAT區(qū)，記錄了文件所占用簇的情況，以及對于文件大小大于一個簇的文件，在FAT區(qū)內(nèi)形成簇鏈，記錄文件由哪幾個簇組成
根目錄區(qū)，只有FAT12/16系統(tǒng)所有，記錄了根目錄下的文件/目錄條目信息
數(shù)據(jù)區(qū)，記錄數(shù)據(jù)分為兩個部分，第一部分為目錄信息，除根目錄外，每個文件夾需要占據(jù)一個及以上的簇描述對應(yīng)目錄下的文件情況；第二部分為具體文件數(shù)據(jù)。兩部分?jǐn)?shù)據(jù)通過短文件名SFN字段進(jìn)行關(guān)聯(lián)！