FAT32文件系统

关于FAT32文件系统和在嵌入式端移植，可参考镇南的zn-FAT
本文主要说FAT32文件系统的构成。FAT16文件系统类似，主要差别在簇划分和首目录簇的区别。

FAT32文件系统的主要划分


注：
        1、在引导扇区之前，还有一个MBR区
MBR区主要是负责磁盘分区（C盘、D盘）、分区的起始扇区等等，一般在U盘或者SD卡上嵌入文件系统时，不需要分区，这个MBR也就可以省略。
        2、保留扇区的扇区数是自由的，可以设定为任意保留扇区数。我们可以设定一定数值的保留扇区数，让频繁修改的FAT区与重要信息的BPB区处于不同的BLOCK区（取决于你的FLASH），避免影响到BPB区的内容。
   

1.DBR

硬盘各分区的逻辑管理方式表现为，所有分区内的逻辑扇区都是从“0”开始编号，直至其最大值－1，涵盖整个分区，分区内的0扇区称为BOOT区。由Format命令将DOS引导记录（DBR）写到该扇区，主要功能是完成系统的自举。DOS引导扇区结构如下：

（1）跳转指令“EB 58 90”（固定内容 3Byte）

（2）厂商标识和DOS版本号（8Byte）

（3）BPB(BIOS Parameter Block，BIOS参数块 53Byte)
        （4）拓展BPB（26Byte）

（4）DOS引导程序，负责完成DOS三个系统文件的装入（420Byte）

（5）有效扇区，结束标专“55 AA”（2Byte）

硬盘DOS引导记录中BPB参数信息：

偏移量	字节数	含义
00H	3	跳转到引导代码
03H	8	厂商标识和DOS版本号
0BH	2	BPB参数信息	每扇区字节数
0DH	1		每簇扇区数（2的整数倍）
0EH	2		保留扇区数（FAT32一般为32）
10H	1		FAT个数（通常为2）
11H	2		根目录项数（早期版本允许最大目录基数）
13H	2		扇区总数（小卷，小于32MB）（FAT16系统）
15H	1		磁介质描述符（F8表示硬盘）
16H	2		每FAT表所占扇区数（小卷，FAT16系统）
18H	2		每磁道扇区数
1AH	2		逻辑磁头数
1CH	2		当前分区前面隐含扇区数（系统隐含扇区）
20H	4	扇区总数（大卷，大于32MB）（FAT32系统）
FAT32区段
24H	4	每个FAT表所占扇区数（大卷，FAT32系统）
28H	2	标记
2AH		版本
2CH	4	引导目录第一簇，即根目录的起始簇
30H	2	FS信息扇区，BOOT本身占用的扇区数
32H	2	备份引导扇区的位置
34H	7	保留，一般为00H
40H	1	BIOS设备（从80开始，编号到85，86为光驱）
41H	1	未使用
42H	1	扩展引导标记
43H	4	序列号
47H	11	卷标
52H	8	文件系统

2.文件分配表（FAT）

    是DOS文件管理系统用来记录每个文件的存储位置的表格，它以链的方式存放簇号。FAT紧接着DOS引导扇区存放。磁盘上有两个FAT，一个是基本表，另一个是备份。两个表的内容相同。每个FAT所占用的扇区数取决于DOS版本、分区大小、每簇的扇区数等因素。可查BPB参数查询到。

簇号的长度由簇的多少决定，进而取决于FAT表项的位数。

文件系统簇大小划分

分区大小 FAT16簇大小 FAT32簇大小 

16MB-32MB 2KB 不支持 
32MB-127MB 2KB 512bytes 
128MB-255MB 4KB 512bytes 
256MB-259MB 8KB 512bytes 
260MB-511MB 8KB 4KB 
512MB-1023MB 16KB 4KB 
1024MB-2047MB 32KB 4KB 
2048MB-8GB 不支持 4KB 
8GB-16GB 不支持 8KB 
16GB-32GB 不支持 16KB 
32GB以上 不支持 32KB 

在FAT表中，每一个登记项占用4字节，信息表项值含义如下：

 在FAT簇登记项中，0，1号登记项是表头，簇的登记项从2号开始。

在FAT文件系统中，FAT表后面就是文件系统的DATA区。DATA区的第0和第1簇是被系统占用的，所以我们的第一个首目录簇在第二簇。FAT32与FAT16一个重要的区别就在于，FAT16的首目录簇（根目录）是不可以拓展簇的，只有一个扇区的大小（512Byte），只能存放（512/32）个文件目录项。而FAT32的首目录簇（根目录）是可以拓展的（取决于你的硬件大小）。

3.文件目录项FDT

 

根目录下的所有文件及其子目录在根目录的文件目录表中都有一个“目录登记项”。每个目录登记项用32个字节，提供有关文件和子目录的信息。FAT32文件系统目录项含义：

(1)0-7字节：文件名
(2)8-10字节：文件扩展名
(3)11字节：文件属性，按二进制定义，最高二位保留不用，0-5位分别表示只读位、隐藏位、系统位、卷标位、子目录和归档位，当11字节为“0FH”时，表示该项为长文件名记录项。为0x00-读写；0x01-只读；0x02-隐藏；0x04-系统；x08-卷标；0x10-子目录；0x20-归档。
(4)12-13字节：（仅长文件目录项有效）用来存储其对应的短文件名目录项的文件名字节校验和。
(5)14-15字节：24位二进制文件建立时间，其中高5位为小时，次6位为分钟，再次5位的倍数为秒，最后8位为单位精确到10毫秒的创建秒数。
(6)16-17字节：16位二进制文件建立日期，高7位为相对于1980年的年份值，次4位为月份，后5位为月内日期
(7)18-19字节：16位二进制文件最新访问日期，同16-17字节。
(8)20-21字节：起始簇高16位
(9)22-23字节，16位二进制文件最新修改时间，同13-15前16位
(10)24-25字节：16位二进制文件最新修改时间，同16-17字节
(11)26-27字节：起始簇低16位
(12)28-31字节：32位文件字节长度。

注：

(1)子目录项，其长度为0，已删除目录项的首字节值为E5H。

(2)文件目录项保存该文件的短文件名，长文件名用若干个长文件名目录项保存，每一项最多保存13个字符内码，首字节指明是长文件名的第几项，11字节为0FH，12字节指明类型，13字节为校验和，26,27字节为零。