fat檔案系統學習筆記

對於電腦的硬碟，因為要引導系統，所以還有BOOT區,分區表等等，這些東西在單片機上都用不著，硬碟對空間管理的核心就是檔案配置表(FAT),為了儲存不同的檔案和目錄結構還有一個表也十分重要,就是檔案目錄表(FDT)。這兩個表一般都儲存在硬碟每個分區的開頭幾個扇區之中我們的flash檔案系統自然也會有這樣兩張表存放在flash前面的幾個扇區。

           FAT是什麼：
我的理解：
FAT就是檔案使用登記鏈表，如果用16位的整數來表示一個簇號（稱為FAT16），這樣最多能容納65535個簇（簇的大小是扇區的整數倍）。如果把fat表看成一個元素個數對應硬碟簇數的數組，那麼數組元素在數組中的位置就是他代表的簇在硬碟上的位置。

 在FAT檔案系統中，把硬碟把整個空間劃分為很多的邏輯塊,每塊包含若干扇區，這樣
的塊叫做簇，簇的大小是由硬碟在分區的時候決定的。這樣整個硬碟就有好多好多的簇,每個簇對應有一個簇號，假如簇號用一個16位的整數來表示的話(就是FAT16)，就一共能表示65536個簇。簇是檔案儲存體的最小單位。對於一個80GB的硬碟來講，如果用
FAT16檔案系統來管理硬碟，由於FAT16最大隻能表示65536簇，所以每簇的空間將為
(80*1024*1024)/65536=1280Kbyte。 FAT表在這裡就像個大的數組，硬碟上有多少個簇，這個數組的元素就有多少個。數組元素在數組中的位置就是他代表的簇在硬碟
上的位置。
 電腦把檔案佔用的簇的簇號放到FAT中，所以這個表就叫做檔案配置表。一開始FAT表是空的資料全部都是0x0000或者0xffff。

  FAT對空間的管理：
我的理解：
一個檔案在硬碟的儲存是先在fat表中找閒置簇，找到後寫滿空閑簇，然後再找閒置簇，並把此閒置簇號寫在fat表上剛才寫滿的簇的對應的位置上，作為檔案連結（為檔案的讀取提供索引依據），依次類推，到最後以0xfff8在FAT表中的對應位置表示檔案結尾所在簇。記錄檔案的起始簇，就是檔案名稱和副檔名來標記的了，其他的屬性根據情況需要而定。可以定義一個結構檔案目錄表FDT(FDT_REC)用來詳細描述檔案的屬性。

 

           FAT表管理空間的原理
電腦在寫檔案的時候如何對FAT表操作。電腦要向檔案寫資料，先要到FAT表中找到一個閒置簇，並往裡面寫資料，寫滿後，再到FAT表中尋找下一個閒置簇，找到之後先把簇號填到剛才寫滿的那個簇在FAT表中的對應位置，然後繼續寫，寫滿之後再找一個空閑簇，然後再把這次找到的簇的簇號填到我們剛剛寫完的那個簇在FAT表中的
對應位置，這樣下去直到寫完，然後我們把最末尾的簇在FAT表中的對應位置標為0xfff8表示結束。
    而在讀檔案的時候，只要我們找到了檔案的第一簇的簇號，然後就可以在FAT表中的對應位置找到下一簇的簇號，這樣一直下去直到遇到0xfff8。這就好像是一條簇鏈，一條單向的簇鏈表,找到了頭，就能順序找到尾。這就是FAT表管理空間的原理.

檔案的建立和刪除
 電腦要建立一個檔案,就要先根據檔案的名字,目前時間資訊，構造一條FDT_REC記錄，然後把這條FDT_REC記錄插入到FDT表中去，一開始檔案大小為0,起始簇為空白(0xfff8),這樣就建立了一個空檔案，
    刪除檔案的過程。刪除檔案時並不是把檔案佔用的所有簇都清空,而是先把檔案在FDT表中的記錄項(FDT_REC)的第一個位元組置為0x5e表示這條項目已經被刪除。然後在FAT表中釋放該檔案佔用的簇。