FAT12文件系統

基本結構

• FAT文件系統把存儲介質看成一位的數組，基本單位是簇。

• 一個簇包含一個扇區，大小為512B

• 存儲介質劃分為3個區域：boot，FAT，directory and data area
  

引導扇區BOOT

BS_jmpBOOT03一個短跳轉指令jmp short LABEL_STARTnop

BS_OEMName	3	8	廠商名	‘ZGH’
BPB_BytesPerSec	11	2	每扇區字節數（Bytes/Sector）	0x200
BPB_SecPerClus	13	1	每簇扇區數（Sector/Cluster）	0x1
BPB_ResvdSecCnt	14	2	Boot記錄占用多少扇區	ox1
BPB_NumFATs	16	1	共有多少FAT表	0x2
BPB_RootEntCnt	17	2	根目錄區文件最大數	0xE0
BPB_TotSec16	19	2	扇區總數	0xB40
BPB_Media	21	1	介質描述符	0xF0
BPB_FATSz16	22	2	每個FAT表所占扇區數	0x9
BPB_SecPerTrk	24	2	每磁道扇區數（Sector/track）	0x12
BPB_NumHeads	26	2	磁頭數（面數）	0x2
BPB_HiddSec	28	4	隱藏扇區數	0
BPB_TotSec32	32	4	如果BPB_TotSec16=0,則由這里給出扇區數	0
BS_DrvNum	36	1	INT 13H的驅動器號	0
BS_Reserved1	37	1	保留，未使用	0
BS_BootSig	38	1	擴展引導標記(29h)	0x29
BS_VolID	39	4	卷序列號	0
BS_VolLab	43	11	卷標	‘ZGH’
BS_FileSysType	54	8	文件系統類型	‘FAT12’
引導代碼及其他內容	62	448	引導代碼及其他數據	引導代碼（剩余空間用0填充）
結束標志0xAA55	510	2	第510字節為0x55，第511字節為0xAA	0xAA55

FAT-File Allocation Table

• FAT1和FAT2互為備份。

• 每12位成為一個FAT項(FATEntry)，代表一個簇。所以2個FAT項會占用3個字節

• 數據區起始于簇2,why?

  -在1.44M軟盤上，FAT前三個字節的值是固定的0xF0、0xFF、0xFF，用于表示這是一個應用在1.44M軟盤上的FAT12文件系統。本來序號為0和1的FAT表項應該對應于簇0和簇1，但是由于這兩個表項被設置成了固定值，簇0和簇1就沒有存在的意義.

• FAT項的值代表文件的下一個簇號

  • 值為0xFF7，表示壞簇
  • 值大于或等于0xFF8，表示當前簇是本文件的最后一個簇

根目錄區

• 根目錄區由目錄項組成，一個目錄項占32個字節。

g++與nasm混合編程

• 環境ubuntu64，安裝g++,nasm

• my_print.asm負責輸出，1.cpp為主文件

• 1.cpp中首先聲明函數

  extern "C" void my_print(char *, int, int);

• my_print.asm定義函數，注意用global my_print聲明函數名。

• 命令

  $ nasm -f elf32 my_print.asm $ g++ -o fat -m32 1.cpp my_print.o $ ./fat

如何讀取FAT12文件？

Steps

讀取Boot，得到必要的參數：

• BPB_BytsPerSec 每扇區字節數
• BPB_SecPerClus 每簇扇區數
• BPB_RsvdSecCnt Boot記錄占用的扇區數
• BPB_NumFATs FAT表個數
• BPB_RootEntCnt 根目錄最大文件數
• BPB_TotSec16 FAT扇區數，如果該值為0，則BPB_FATSz32為FAT扇區數
• BPB_HiddSec

計算每簇的字節數，每個區域的初始位置的偏移量。

• 每簇字節數=每簇扇區數*每扇區字節數。
• fatBase=Boot記錄占用的扇區數*每扇區字節數
• fileRootBase=（Boot記錄占用的扇區數+FAT表個數* FAT扇區數）*每扇區字節數
• dataBase=（Boot記錄占用的扇區數+FAT表個數* FAT扇區數+（根目錄最大文件數* 32+每扇區字節數-1）/每扇區字節數）*每扇區字節數。

數據區的偏移量又乘又除是不是吃飽了撐的0.0？可不可以等于fileRootBase+根目錄最大文件數*32？不闊以！

dataBase初始位置=FileRootBase最后一個簇的結束位置。如果根目錄沒有填滿最后一個簇，數據區也是從下一個簇開始的，而不是默認于最后一個根目錄的結束位置開始。

用 （根目錄最大文件數 32+每扇區字節數-1）/每扇區字節數* 可以得到根目錄區占用的真正扇區數。

廣搜遍歷Fat12文件系統

• 首先讀取根目錄區

• 判斷文件屬性

  • 目錄項的屬性記錄了該項是文件夾or文件

    • 用DIR_Attr&0x10判斷，結果為0是文件，否則為文件夾。

  • 處理文件夾

    • 得到下一層目錄的數據區初始位置，首先需要FAT號。文件夾的目錄項中DIR_FstClus記錄了文件夾FAT號(num)，其內容即為所需FAT號。

      • FAT項大小為12位。

      • 從fatBase + num ***** 3 / 2讀取2個字節（16位）。結合存儲的小尾順序和FAT項結構可以得到。num為偶去掉高4位,num為奇去掉低4位。

      • (num & 1) ? (bytes >> 4) : (bytes & ((1 << 12) - 1))為下一個FAT號

    • 用FAT號計算在數據區中的位置。

      • startByte = dataBase + (fat號- 2) ***** BytsPerClus;

• 處理普通文件

  • 如果文件在數據區中需要多個簇，那么用上面的辦法讀取數據。

• 廣搜遍歷

  • 分層遍歷
  • 每一層的文件夾放進隊列。
    • 隊列為空則停止

用文件名查詢特定文件

對于目錄項中的文件名做處理，去除非法字符和空格。如果是普通文件，第一個空格為‘.’。

判斷文件名是否相等，strcmp等等各種方法都可。

制作FAT鏡像

創建新的軟盤鏡像

mkfs.fat -C a.img 1440

掛載點，可以創建一個新的目錄

mkdir 文件名

將鏡像掛載到掛載點

sudo mount a.img 文件名

掛載后，就可以通過操作./mount文件夾，來向a.img加入和查看文件。可使用系統自帶的資源管理器類似 GUI工具，或者使用命令行操作。

我的呆碼👉click

支持ls，cat 文件名，ls -l[lll] [文件名],ls [文件名] -l[lll] .

reference

https://blog.csdn.net/qq_39654127/article/details/88429461#main-toc
https://blog.csdn.net/judyge/article/details/52373751
https://blog.csdn.net/yxc135/article/details/8769086

總結

以上是生活随笔為你收集整理的nasmc++ 读取FAT12文件系统的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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