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FAT32文件系统的存储组织结构(2)

FAT32文件系统的存储组织结构(2)

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表链以描述它所占用的簇情况。
     对文件或目录进行删除操作时,它们所对应的FAT表项将会被清空,设置为0以表示其所对应的簇处于未分配状态。
根目录区
简介:
      在FAT32文件系统中,根目录的位置不再硬性地固定,可以存储在分区内可寻址的任意簇内,不过通常根目录是最早建立的(格式化就生成了)目录表。所以,我们看到的情况基本上都是根目录首簇紧邻FAT2,占簇区顺序上的第1个簇(即2号簇)。同时,FAT32文件系统将根目录当做普通的数据文件来看,所有没有了目录项数的限制,在需要的时候可以分配空簇,存储更多的目录项。
起始偏移地址定位:
     根目录起始扇区=保留扇区数+FAT×2+(起始簇-2)x每簇的扇区数,在我们前面介绍分区引导记录的时候提到,偏移2CH处保存了根目录起始簇号是 2,所以求得根目录起始扇区是24H+1DEEH*2H+(2-2)*8H=3C00H,即求得偏移地址3C00H*200H=780000H,我们贴出 780000H处的部分内容如下:

     目录区的一个目录项占用32个字节,可以是长文件名目录项、文件目录项、子目录项等。
                                          短文件名格式的目录项   
   对于短文件名格式的目录项。其参数意义如下:

   根据参数定义,我们来分析一下上图的目录项 54 45 53 54 5F 46 41 54 33 32 20 08 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 19 95 10 3F 00 00 00 00 00 00。其中起始11字节54 45 53 54 5F 46 41 54 33 32 20 是卷标TEST_FAT32;第12字节08指示当前目录项保存的是卷标;第23-24字节19 95即9519H,是最近修改时间:19点40分50秒;第25-26字节10 3F即3F10H,是最近修改日期:2011年8月16日;
                                               长文件名格式的目录项
FAT32的一个重要的特点是完全支持长文件名。长文件名依然是记录在目录项中的。为了低版本的OS或程序能正确读取长文件名文件,系统自动为所有长文件名文件创建了一个对应的短文件名,使对应数据既可以用长文件名寻址,也可以用短文件名寻址。不支持长文件名的OS或程序会忽略它认为不合法的长文件名字段,而支持长文件名的OS或程序则会以长文件名为显式项来记录和编辑,并隐藏起短文件名。
   当创建一个长文件名文件时,系统会自动加上对应的短文件名,其原则如下:
     (1)、取长文件名的前6个字符加上"~1"形成短文件名,扩展名不变。
     (2)、如果已存在这个文件名,则符号"~"后的数字递增,直到5。
长文件名的实现有赖于目录项第12字节属性字节,当此字节的值为0FH时,支持长文件名的系统会将其当做长文件名的依据,而只支持短文件名的系统会认为是异常而忽略掉。系统将长文件名以13个字符为单位进行切割,每一组占据一个目录项。所以可能一个文件需要多个目录项,这时长文件名的各个目录项按倒序排列在目录表中,以防与其他文件名混淆。
长文件名中的字符采用unicode形式编码,每个字符占据2字节的空间。其目录项定义如:

下面是我建立的长文件名文件夹abcdefghijklmnopqrstuvwxyz1234567890的目录项:
继承事业,薪火相传
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