FAT12 文件系统

一、FAT12 Spec
http://www.disc.ua.es/~gil/FAT12Description.pdf

一些要点描述：
FAT12, "12"是指FAT的条目的长度为12bits

当使用FAT12作为软盘文件系统时：
扇区 

- 基本存储单位， 512 Bytes
簇 - 多个扇区组成簇， 对于软盘来说，一个簇中只有一个扇区

整个软盘的结构如下：
Boot Sector + FAT tables + Root Directory + Data Area

对于1.44MBytes的软盘来说，总共有2880个扇区
Boot Sector：位于0号扇区
FAT tables:  由FAT1/FAT2，其中FAT1和FAT2完全相同，共占2 * 9 =18扇区，从1 ～ 18号扇区
Root Directory: 目录结构区，共占14个扇区，从19 ～ 32号扇区，每条目录占32Bytes，这样，最大能支持14 *512 / 32 = 224个目录或文件
Data Area：数据区，共2861个扇区，从19 ～ 2879号扇区

二、Boot sector:结构分析
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Offset   Length    Defaultvalue           Data
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0        11                                 name
11       2            512                 Byte per sector
13       1             1                   Sectors per cluster
14       2             1                   Number of reserved sectors
16       1             2                  Number of FATs
17       2            224                  Maximum number of root directory entires
19       2            2880                 Total sector count
21       1            0xF0                 软盘类型，高密度，双面
22       2             9                   Sectors per FAT
24       2             18                  Sectors per track
26       2             2                   Number of heads
28       4             0                   Hidden sector count
32       4             0                   Total sector count for FAT32 (0 for FAT12 and FAT16)
36       2             0                   Number of driver
38       1             0x29                Boot signature, which indicates the following three fields in theboot sector are present
39      4                                  Volume id
43       11            "NO NAME "         Volume label
54        8            "FAT12  "          File system type(e.g. FAT12, FAT16)
62       ...                                Data or Boot code
510       2             0xAA55             Boot sector flag
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也就是说头部占用62Bytes

如何根据上面的结构计算FAT所在扇区位置：
FAT 起始扇区号 = 保留扇区个数 [28] + 隐藏扇区个数 [14]
FAT1 起始扇区号 = FAT 起始扇区号
FAT2 起始扇区号 = FAT 起始扇区号 + 每个FAT占用的扇区数 [22]

根目录起始扇区号 = FAT 起始扇区号 + 每个FAT占用的扇区数 [22] * FAT 个数 [16]
根目录占用扇区数 = 最大根目录条目数[17] * 32 / 每个扇区的字节数 [11]

数据起始扇区号 = 根目录起始扇区号 + 根目录占用扇区数

三、FAT 结构
Val                 Meaning
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0x00                Unused
0xFF0-0xFF6         Reserved cluster
0xFF7               Bad cluster
0xFF8-0xFFF         Last cluster in a file
others              Number of the next cluster in the file
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一个条目占12 比特
FAT表中的每一条对应一个数据区的一个簇号。。
譬如数据区起始扇区号=33
FAT表的头2个条目为保留
FAT表共有条目数= 每个FAT占用的扇区数 [22] * 每个扇区的字节数 [11] * 2 / 3 = 9 * 512 * 2/3 = 3 * 1024 = 3072

数据区起始扇区对应的FAT条目索引为2,即第3条条目,而该条目中的值则根据上表来解释。。
数据区的扇区号 = FAT表的索引号 - 2 + 33

四、根目录的结构
每条目录为32Bytes
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Offset   Length     Description
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0          8        文件名  (如果第一个字节为0xE5，则表示该目录条未使用；如果第一个字节为0x00，则表示，该条目及后面所有的条目都没有被使用）
8          3        文件扩展名
11         1        文件属性 (bit0 - readonly, bit1 - hidden, bit2 - system, bit3 - volumelabel, bit4 - subdirectory, bit5 - archive, bit6 - unused, bit7 -unused)
12         2        Reserved
14         2        创建时间
16         2        创建日期
18         2        最后访问日期
20         2        Igore in FAT12
22         2        最后写时间
24         2        最后写日期
26         2        起始簇号 (即对应的FAT表的索引号）
28         4        文件大小（字节为单位）
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注意：
文件名和文件扩展名都不包含NULL结束字符；

五、文件分配举例
三个文件
AAAA.txt   100 bytes
BBBB.txt   1400 bytes
CCCC      目录

ROOT[0].[26] = 3
ROOT[1].[26] = 2
ROOT[2].[26] = 5
FAT[0] = 0xFF8 -> 对应的为目录区
FAT[1] = 0xFFF
FAT[2] = 4 -> BBBB.txt (1) ->33号扇区
FAT[3] = 0xFF8 -> AAAA.txt ->34号扇区
FAT[4] = 6 -> BBBB.txt (2) ->35号扇区
FAT[5] = 0xFF8 -> 目录 -> 36号扇区
FAT[6] = 0xFF8 -> BBBB.txt (3) ->37号扇区