部落格

MBR：

電腦業界規定都存放於硬碟的第零磁柱、第零磁頭、第一磁區，也就是最前面的磁區裏，這個磁區稱為主啟動記錄 ( 即 MBR，master boot record )。 在 MBR 裏除了分割表外，還有啟動程式。前面提過，每個磁區都佔 512 個位元組，MBR 磁區中的前 446 個位元組 ( 0～445 ) 用來存放啟動資料與程式，而接下來的 64 個位元組就是分割表，最後一個字組 ( 2 個位元組 ) 是 AA55H，作為識別之用。

分割表共有 64 個位元組，恰好可以描述四個分割區的性質 ( 即三個主要分割與一個擴充分割 )，所以每個分割用 16 個位元組來表示這個分割區的性質，說明如下:

因為我是用在SD CARD，所以只需要用到分割區相對位置就可以找到boot sector的實際物理位置，而分割表也只需要用到一個分割表，不需要用到4個分割表。
實際上在sd card在windows上format時，是格式化成硬碟形式的檔案系統，所以會有MBR的配置，我以為是軟碟式的，這樣比較方便可以找到fat16第一個bootsector的位置。

MBR的格式：

FAT16：

一個FAT檔案系統包括四個不同的部份。

1. 保留磁區：
   位於最開始的位置。第一個保留磁區是啟動磁區（分割啟動記錄）。它包括一個稱為基本輸入輸出參數塊（BPB）的區域（包括一些基本的檔案系統資訊尤其是它的型別和其它指向其它磁區的指標），通常包括作業系統的啟動呼叫程式碼。保留磁區的總數記錄在引導磁區中的一個參數中。引導磁區中的重要資訊可以被DOS和OS/2中稱為驅動器參數塊的作業系統結構存取。
2. FAT區域：
   它包含有兩份文件分配表，這是出於系統冗餘考慮，儘管它很少使用，即使是磁碟修復工具也很少使用它。它是分割資訊的對映表，指示叢集是如何儲存的。
3. 根目錄區域：
   它是在根目錄中儲存文件和目錄資訊的目錄表。在FAT32下它可以存在分割中的任何位置，但是在早期的版本中它永遠緊隨FAT區域之後。
4. 資料區域：
   這是實際的文件和目錄資料儲存的區域，它佔據了分割的絕大部份。透過簡單地在FAT中添加文件鏈結的個數可以任意增加文 件大小和子目錄個數（只要有空叢集存在）。然而需要注意的是每個叢集只能被一個文件佔有，這樣的話如果在32KB大小的叢集中有一個1KB大小的文件，那 麼31KB的空間就浪費掉了。
5. 不足一磁叢：
   在format時可能會產生這個區域，假如format時選擇一簇大小為32kB，在SD卡為2G的是時候，會產生出28KB不滿足32KB的情形，這28KB就是這個區域，在WINHEX看是顯示出volume slack，這是浪費的區域。

 圖1：

啟動磁區與基本輸入輸出參數塊BPB：

圖2：

BPB_BytsPerSec(每一磁區的位元組數):
value=0x0200=512B,上面winhex顯示的是little endian格式。  

BPB_SecPerCluster(每一磁叢所佔磁區數):
value= 0x40=64, 1 cluster = 64 sectors  

BPB_RsvdSecCnt(保留磁區):
value = 0x0008,有8個保留磁區含啟動磁區。  

BPB_NumFATs(FAT 份數):
value = 0x02,有兩份fat表。  

BPB_RootEntCnt(根目錄所含 FDB 數):
value = 0x0200=512,可存放512個子目錄或檔案。一個FDB數為32B,所以總大小為32*512。
而1 sector ＝ 512B。根目錄所佔sector為（32*512）/512=32sectors  

BPB_TotSec16(邏輯磁區總數):
value=0  

BPB_FATSz16(每份 FAT 所佔磁區數):
value= 0x00F0=240,每fat佔240個磁區  

BPB_HiddSec(隱藏磁區數):
value=0x000000FF=255,隱藏255個磁區  

BPB_TotSec32(邏輯磁區總數):
value=0x3BD300=3920640,總共有3920640個磁區
這些是比較重要的參數。

從圖1可以看到各區域對應到的sector(磁區)。

boot sector(啟動磁區):
在第0磁區這是固定的。

fat1:
在第8磁區=boot sector(第0磁區)+保留磁區(8)。

fat2:
在第248磁區=fat1(第8磁區)+每份fat所佔磁區數(240)。

root directry(根目錄區):
在第488磁區 = fat2(第248磁區)+每份fat所佔磁區數(240)。

free space(資料區):
在第520磁區 = 根目錄區(第488磁區) + 32磁區(sectors)(根目錄所佔磁區數)。

volume slack (不足一簇的區域):
因為選擇32kB為一磁叢，這裡只剩下28kB不滿一簇，所以產生這個區域，造成浪費空間，佔56磁區(sectors)。

如何判斷為fat12,fat16,fat32?
當磁叢數小於 4085 時為 FAT12；大於或等於 4085 且小於 65525 時為 FAT16；大於或等於 65525 為 FAT32。

資料區(第520磁區)=啟動磁區,fat1,fat2,根目錄區的總和。
value slack = (3920640(總磁區數)-520(資料區))/64 餘數為56磁區。
總可用磁區數=總磁區數3920640-不足一簇磁區56＝3920584
總磁叢數=(總磁區數-資料區-不足一磁叢區)/每一磁叢所佔磁區數=(3920640-520-56)/64=61251
所以總磁叢數=61251<65525,為fat16。

FAT區:

圖2：

     位址

1000-1001     磁叢0    FFF8     系統保留磁叢
1002-1003     磁叢1    FFFF     系統保留磁叢   
1004-1005     磁叢2    0003    指向第三個磁叢
1006-1007     磁叢3    0004    指向第四個磁叢
1008-1009     磁叢4    0005    指向第五個磁叢
100A-100B     磁叢5    FFFF     表示磁叢結束
100C-100D     磁叢6   FFFF      表示磁叢結束
100E-100F     磁叢7    FFFF      表示磁叢結束
1010-1011     磁叢8    FFFF      表示磁叢結束
1012-1013     磁叢9    FFFF      表示磁叢結束
1014-1015    磁叢10   FFFF      表示磁叢結束

FAT表的含意：

FDT:在根目錄下,為32Byte

表2：

圖3：

    位址

3D0C0-3D0C7       檔名(不滿足8byte,用空隔補滿)                WER
3D0C8-3D0CA       副檔名                                                  TXT
3D0CB                   20h(表示建立是檔案)10h(建立是子目錄)
3D0CE-3D0CF       建立時間    0xBDAF
3D0D0-3D0D1       建立日期    0x3EA1
3D0D2-3D0D3       最近存取時間  0x3EA1
3D0D6-3D0D7       最後更改時間  0xBDB4
3D0D8-3D0D9       最後更改日期  0x3EA1
3D0DA-3D0DB       FAT16第一個磁叢 0x000A
3D0DC-3D0DF       檔案大小
3D080-3D0CF        為長檔名部分

圖2：

圖3可以看到有兩個檔案一個資料夾，檔案名為wer.txt與ex.pps，資料夾為SDJ。

WER.TXT檔案，位址3D0DA-3D0DB為0x0A表示wer.txt存放在第10磁叢的位址，位址3D0CB為0x20表示為檔案。
資料磁區是從520磁區(第2磁叢,第0,1磁叢為系統保留磁叢)開始，第10磁叢是在520+(10-2)*64=1032磁區的位址上，看到圖2 fat表的第10磁叢的位址(1014-1015)為FFFF，表示此磁叢是最後一個磁叢(結束磁叢)。

EX.PPS檔案，位址3D01A-3D01B為0x02表示ex.pps存放在第2磁叢的位址，位址3D00B為0x20表示為檔案。
第2磁叢是在520+(2-2)*64=520磁區的位址上，也就是在資料磁區開始的地方，看到圖2 fat表的第2磁叢，位址1003-1004為0x0003，表示此檔案大於一個磁叢的大小，指向磁叢3是在520+(3-2)*64=584磁區的位址上，fat表第3磁叢指向第4磁叢，第4磁叢指向第5磁叢，第5磁叢為FFFF，表示此磁叢為最後一個磁叢。此檔案佔4個磁叢的大小,實際檔案大小為117KB/32KB(一個磁叢大小)=3.21，還剩下21KB佔第4磁叢。

SDJ資料夾，位址3D07A-3D07B為0x0006表示sdj存放在第6磁叢的位址，位址3D06B為0x10表示為子目錄。
第6磁叢是在520+(6-2)*64=776磁區的位址上。

SDJ的內容:

在子目錄內都會有兩個子目錄項.(本目錄)和..(上一層目錄)，也會記錄本目錄(6101A)與上一層目錄(6103A)是在第幾個磁叢，上一層目錄(6103A)如果是根目錄的話記錄開始磁叢為0，實際是在第2磁叢。

在SDJ資料夾內有一個DFSH.TXT與SDE的資料夾，DFSH.TXT開始第7磁叢(位址6109A＝0x0007)，SDE資料夾開始在第8磁叢(位址610FA＝0x0008)，都只佔一個磁叢。

SDE資料夾內容：

在SDE資料夾裡，一樣有.(本目錄)和..(上一層目錄)這兩個子目錄項，記錄了本目錄是在第8磁叢，上一層目錄是在第6磁叢。

在SDE資料夾裡有一個SDFHJE.TXT的檔案，是在第9磁叢開始存放，只放一個磁叢。

長檔名：

35個W的長檔名檔案：

在棕色藍色橘色為長檔名部分(是由高位址往低位址長)，黃色為短檔名部分。

查核碼：是由短檔名11的BYTE所組成，規則為

1.The ASCII value of the first character is the base sum.
2.Rotate the sum bitwise one bit to the right.  rotate是循環右移
3.Add the ASCII value of the next character to the sum.
4.Repeat step 2 and 3 until all 11 characters has been added.

int i; unsigned char sum = 0;

for (i = 0; i < 11; i++)
{
      sum = (sum >> 1) + ((sum & 1) << 7); /* rotate */
      sum += name[i]; /* add next name byte */
}

轉載於：
http://home.educities.edu.tw/wanker742126/index.html
http://www.maverick-os.dk/FileSystemFormats/VFAT_LongFileNames.html
http://www.win.tue.nl/~aeb/linux/fs/fat/fat-1.html
http://zh.wikipedia.org/wiki/FAT
http://technet.microsoft.com/en-us/library/cc776720%28WS.10%29.aspx