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解析FAT16文件係統

引導扇區的信息如下：

1.  偏移地址00H，長度3，內容：EB 3C 90 跳轉指令。

2.  偏移地址03H，長度8，內容：4D 53 44 4F 53 35 2E 30 為廠商標誌和os 版本號，這裏是MSDOS5.0。

3.  偏移地址0BH,長度2，內容：00 02。注意這裏數據的布局，高地址放高字節，低地址放低字節（數據為小端格式組織），所以數據應該是0200，即512。表示的意思是，該磁盤每個扇區有512個字節。有的可能是1024、2048、4096。

4.  偏移地址0DH，長度1，內容：01。表示的意思是每個簇有1個扇區。這個值不能為0，而且必須是2的整數次方，比如1、2、4、8、16、32、64、128。但是這個值不能使每個簇超過32KB字節。

5.  偏移地址0EH，長度2，內容：08 00。轉換一下，就是00 08，意思是保留區域中的保留扇區數為8個。那麼就可以知道下麵的FAT1區的開始的地址就是：0x08*0x200（每個扇區的字節數）=0x1000。

6.  偏移地址10H，長度1，內容：02。表示此卷中的FAT結構的份數為2，另外一個是備份的。

7.  偏移地址11H，長度2，內容：00 02。轉換一下，就是0200H，表示根目錄項數(Root Entries) 能夠保存在該分區的根目錄文件夾中的32個字節長的文件和文件夾名稱項的總數。在一個典型的硬盤上，本字段的值為512。

8.  偏移量地址13H，長度2，內容：4D ED。轉換一下就是ED4DH，即大約32MB的SD卡存儲量。表示小扇區數(Small Sector) 。該分區上的扇區數，表示為16位(<65536)。對大於65536個扇區的分區來說，本字段的值為0，而使用大扇區數來取代它。

9.  偏移地址16H，長度2，內容：EC 00。轉換一下為00EC，表示每個FAT占用的扇區數。那麼每個扇區占用的字節數就是0x00EC*0x200=0x1D800。根據啟動區、FAT1、FAT2、根目錄、數據區的次序，可以依次計算出它們的地址了。(教程中給出的偏移地址為24H，但是根據實際的FAT1/FAT2地址的推算，應該是16H地址)

10. 偏移量地址20H，長度2，內容：00 00。表示大扇區數(Large Sector) 。如果小扇區數字段的值為0，本字段就包含該FAT16分區中的總扇區數。如果小扇區數字段的值不為0，那麼本字段的值為0。

11. 偏移量地址36H，長度為8，內容：46 41 54 31 36 20 20 20，對於ASCII碼為“FAT16”，表示文件係統類型(File System Type) 根據該磁盤格式，該字段的值可以為FAT、FAT12或FAT16

啟動區：理所當然是0x00；

FAT1：0x1000；

FAT2：0x1000 + 0x1D800 = 0x1E800；

根目錄區：0x1E800 + 0x1D800 = 0x3C000；

數據區的地址，等等再計算。這個隻是計算，可以看看是不是和實際的一致。

怎麼樣，是不是和計算的很一致。

為什麼要計算SD數據的讀取要給出地址，而且每次讀取都是一個整扇區，512個字節。找出這些地址後，可以很方便的找到數據。

 現在分析下根目錄區的內容：

這裏使用的是FAT16短文件目錄項，每32個字節表示一個文件（文件夾也是），32個字節的表示定義分別如下：

1.  偏移地址00H，長度8，內容：驅動器的名稱，8個字節。這裏的CCD8對應國標碼“特”，而C8A8對應國標碼“權”，即特權同學給該SD卡起的“特權”一名。

2.  偏移地址20H，長度8，內容：54 45 53 54 20 20 20 20。表示第一個文件名：TEST (空缺部分是空格)。

偏移地址80H，長度8，內容：4E 45 58 54 20 20 20 20。表示第二個文件名：NEXT (空缺部分是空格)。

3.  偏移地址28H（88H也一樣），長度3，內容：54 58 54。表示文件類型，為ASCII字符表示。

4.  偏移地址2BH（8BH也一樣），長度1，內容：20。表示文件屬性，00000000(讀寫)；00000001(隻讀)；00000010(隱藏)；00000100(係統)；00001000(卷標)；00010000(子目錄)；00100000(歸檔)。

5.  偏移地址36H，長度2，內容為BA 49。表示時間=小時*2048+分鍾*32+秒/2。得出的結果換算成16進製填入即可。也就是：36H字節的0~4位是以2秒為單位的量值；36H字節的5~7位和37H字節的0~2位是分鍾；37H字節的3~7位是小時。

6.  偏移地址38H，長度2，內容為A3 3A。表示日期=(年份-1980)*512+月份*32+日。得出的結果換算成16進製填入即可。也就是：38H字節0~4位是日期數；38H字節5~7位和39H字節0位是月份；39H字節的1~7位為年號，原定義中0~119分別代表1980~2099，目前高版本的Windows允許取0~127，即年號最大可以到2107年。

7.  偏移地址3AH，長度2，為該文件開始簇號，這裏也是用了小端格式組織。轉換下為00 02，根據這個就可以找到文件TEST.txt下一個簇號在FAT1中的位置了。1000H+02H*02H（因為2個字節存一個簇號）= 1004H。

偏移地址3AH，長度2，為該文件開始簇號，這裏也是用了小端格式組織。轉換下為00 62，根據這個就可以找到文件NEXT.txt下一個簇號在FAT1中的位置了。1000H+62H*02H（因為2個字節存一個簇號）= 10C4H。

8.  偏移地址3CH，長度4，內容：59 BE 00 00。表示文件長度，轉換後為00 00 BE 59就是48729字節。

偏移地址9CH，長度4，內容：32 00 00 00。表示文件長度，轉換後為00 00 00 32就是50字節。

TEST.txt占用了48KB的空間，NEXT占用了512B的空間。文件是按照整簇來存放的，不夠一個簇的大小（由上麵算得，一個簇為一個扇區即512B），也要給一個簇的空間。

 計算出該文件放置空間。

從文件的大小可以計算出，需要占用多少個簇。根據前麵的數據，每個簇放1個扇區，每個扇區512個字節，那麼一個簇的空間就是512字節了。那麼48729字節需要96個簇，這96個簇的開始的地址就可以計算出來了。

    首先要提一點，這個地方也是特權同學找了很多資料才發現的，就是根目錄中根文件夾占有32（20H）個扇區應該是固定的（至少對於FAT16應該是這樣），所以真正的用戶數據存放應該是從根目錄地址的32個扇區偏移量後開始算的。

上麵已經知道TEST.txt開始簇地址存放在FAT1中的偏移量了：02H，由此可以先計算出TEST.txt的第一簇數據存放地址為：3C000H(根目錄地址)+20H*200H(前麵提到的用戶數據偏移量)+(02H-02H)*01H(1個簇有1個扇區)*200H=40000H。把偏移量-02H意思是簇號在FAT1中存儲都是從02H開始的。

而第一個簇地址存放在FAT1中的：1000H（FAT1起始地址）+02H*02H=1004H。而1004H地址上的數據為：03 00，轉換後為0003H，那麼我們可以計算出TEST.txt第二個簇的地址為：3C000H（根目錄區地址）+20H*200H(前麵提到的用戶數據偏移量)+ (03H-02H)*01H(1個簇有1個扇區)*200H=40200（第一個簇開始地址）。依此類推，一直到FAT1中偏移量為C2處出現了FF FF，這表示TEST.txt文件存儲結束，那麼前麵的0061H就是文件最後一個簇偏移量。我們可以由此算一下文件大小為：（0061H-0002H+0001H(補償)）=96個簇，和實際相符。

    同樣的道理可以算出NEXT.txt文件的存放地址。首先起首地址偏移量為62H，由此可以先計算出NEXT.txt的第一簇數據存放地址為：3C000H(根目錄地址)+20H*200H(前麵提到的用戶數據偏移量)+(62H-02H)*01H(1個簇有1個扇區)*200H=4C000H。而第一個簇地址存放在FAT1中的：1000H（FAT1起始地址）+62H*02H=10C4H。而10C4H地址上的數據為：FF FF,即結束了，也就是說由於NTXT.txt不滿一個簇，那麼隻能分配到一個簇的地址空間。

最後更新：2017-04-03 05:40:06

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