Filesystém FAT12/FAT16

Tuto stránku jsem stáhnul z webu, přeložil a doplnil. Původního autora bohužel nemůžu uvést, protože následující tabulky v nezměněné podobě sdílí na svých stránkách autorů hned několik, nejsem ochoten zjišťovat kdo to jen okopíroval.

BOOT STRAP RECORD

Podle terminologie, která se běžně vyskytuje bych psal jen BootRecord, ale takto se to asi má jmenovat správně.

Tuto část se BIOS PC pokouší spouštět po nastartování systému pokud je ve správné partition. Kód uložený v BOOT recordu má pak za následek načtení operačního systému (Unix ...), diskového ovladače (DOS => Windows jsou ovladač disku s grafickým rozhraním) a nebo pouhé vypsání hlášky, že něco takového na disku není.

Položka adresáře

Každý soubor, nebo adresář má právě jednu takovou položku v některém z (pod)adresářů.

Atributy souboru, nebo adresáře

Má-li atribut hodnotu TRUE (log. 1) je aktivní, toto platí pro všechny atributy v násl. tabulce.

Uložení data a času

Rozšíření položky pro dlouhá jména souborů VFAT

Položky, které tvoří dlouhé jméno mají atributy nastavené implicitně na Readonly, Hidden, System a Volume, takže je starší verze DOSu nevidí. Pokud dojde ke smazání standardní části jména - té první položky s názvem pouze v 8.3 formátu dojde k nekonzistenci, kterou umí odstranit pouze programy pracující s VFAT, např. Windowsácký Scandisk. Programy, které kontrolují strukturu FAT podle zvyklostí DOSu naopak tyto rozšiřující položky častokrát zničí.

FAT a její fungování

Toto se netýká jen FAT 12 a FAT 16, ale princip je obecně stejný pro jakýkoliv systém používají FAT (alokační tabulku souborů). Nejdříve je nutné rozdělit disk na určité celky, kterým se říká clustery. V každém clusteru je několik sektorů (nejméně jeden, nejvýše 128 z toho plyne velikost clusteru 65536 bytů). Tyto clustery mají na disku své fyzické umístění, toho využívá FAT, která je vlastně pouze jakousi mapou disku a každá její položka umístěním odpovídá umístění příslušného clusteru = alokační jednotky.

Ukládáte-li na disk soubor provádí se zhruba následující kroky. Nejdříve (předpokládám, že je na disku dost volného místa) je nalezen první volný sektor od začátku disku. Číslo položky ve FAT odpovídající tomuto sektoru je zapsáno do adresáře a říká se mu vstupní bod do FAT. Část souboru se zapíše do tohoto nalezeného clusteru a pokud se tam nevešel celý je nalezen další volný cluster. Číslo odpovídající položky ve FAT je tentokrát zapsáno ne do adresáře, ale do té minulé položky FAT ... a tak dále ... položky jsou postupně obsazovány až nastane situace, že byl zapsán i poslední byte souboru. V tom případě se do položky FAT odpovídající poslednímu obsazenému clusteru zapíše číslo "konec alokačního řetězu" - viz. tabulka.

Tímto postupem vznikne sada položek ve FAT a vstupní bod v adresáři, které na sebe vzájemně odkazují jako jednosměrný zřetězený seznam začínající v adresáři a končící právě tou položkou posledního obsazeného clusteru. Zvláštní situace nastává v případě, že soubor má nulovou délku. Potom není obsazena žádná položka FAT, pouze vstupní bod v adresáři obsahuje kód "konec alokačního řetězu".

Zvláštní kódy vyskytující se v položkách FAT

Obrázek: způsob zápisu 2 položek FAT12 do 3 bytů, je to prakticky stejné jako u MDOSu (D40).

Partition table - tabulka rozdělení disku na oddíly

Nakonec bych rád doplnil ještě informace o tvoření oddílů na harddisku. Následující informace jsem původně zjistil postupným testováním a později se mi podařilo získat podrobný popis, díky kterému jsem odstranil některé nesrovnalosti. Takže informace zde uvedené by teď měly být zcela správné.

Struktura sektoru číslo 1 PC disku (C/H/S = 0/0/1)

Tabulka identifikací partition

Tato tabulka pochází z programu fdisk, který je součástí snad každé linuxové distribuce.

0  Prázdný prostor 1c  Skrytá Win95 FA 70  DiskSecure Mult bb  skrytý Boot Wiz
1  FAT12           1e  Skrytá Win95 FA 75  PC/IX           be  Solaris boot
2  XENIX root      24  NEC DOS         80  Starý Minix     c1  DRDOS/sec (FAT-
3  XENIX usr       39  Plan 9          81  Minix / starý L c4  DRDOS/sec (FAT-
4  FAT16 <32M      3c  PartitionMagic  82  Linux swap      c6  DRDOS/sec (FAT-
5  Rozšířený       40  Venix 80286     83  Linux           c7  Syrinx
6  FAT16           41  PPC PReP Boot   84  OS/2 skrytý C:  da  data mimo SS
7  HPFS/NTFS       42  SFS             85  Linux extended  db  CP/M / CTOS / .
8  AIX             4d  QNX4.x          86  NTFS svazek     de  Dell utilita
9  AIX startovací  4e  QNX4.x 2. část  87  NTFS svazek     df  BootIt
a  OS/2 Boot Manag 4f  QNX4.x 3. část  8e  Linux LVM       e1  DOS access
b  Win95 FAT32     50  OnTrack DM      93  Amoeba          e3  DOS R/O
c  Win95 FAT32 (LB 51  OnTrack DM6 Aux 94  Amoeba BBT      e4  SpeedStor
e  Win95 FAT16 (LB 52  CP/M            9f  BSD/OS          eb  BeOS ss
f  Win95 Ext'd (LB 53  OnTrack DM6 Aux a0  IBM Thinkpad hi ee  EFI GPT
10  OPUS            54  OnTrackDM6      a5  FreeBSD         ef  EFI (FAT-12/16/
11  Skrytá FAT12    55  EZ-Drive        a6  OpenBSD         f0  Linux/PA-RISC b
12  Compaq diagnost 56  Golden Bow      a7  NeXTSTEP        f1  SpeedStor
14  Skrytá FAT16 <3 5c  Priam Edisk     a8  Darwin UFS      f4  SpeedStor
16  Skrytá FAT16    61  SpeedStor       a9  NetBSD          f2  DOS sekundární
17  Skrytá HPFS/NTF 63  GNU HURD či Sys ab  Darwin boot     fd  Linux raid auto
18  AST SmartSleep  64  Novell Netware  b7  BSDI ss         fe  LANstep
1b  Skrytá Win95 FA 65  Novell Netware  b8  BSDI swap       ff  BBT

POZOR! Adresa C/H/S není kompletní, údaj o cylindru by měl být 16ti bitový, ale je jen v jednom bytu. Podle tabulky, kterou jsem stáhnul z nějaké ruské stránky se cylinder a sector ukládají do 16 bitů tak, že 6 bitů připadá na sector a zbývajících 10 bitů na cylinder. No, to by snad i fungovalo, rozhodně pro harddisky do 512 MB, ale pak už ne. A navíc, aby to nebylo tak jednoduché, tak třeba FDISK od Micro$oftu toto okázale ignoruje, stejně tak jako asi i zbytek DOSu.

Nakonec se ukázalo jako nejrozumnější používat údaje "Relative Sectors" a "Number Of Sectors". Z nich pak není problém vypočítat skutečnou C/H/S (nebo LBA) adresu na základě parametrů disku.

Informace o primárním oddílu jsou vždy v úplně prvním sektoru na disku (tj. C/H/S = 0/0/1). Za ním obvykle následuje oddíl rozšířený a v prvním sektoru, který je tímto rozšířeným oddílem vymezen pak jsou definovány jednotky logické a to prakticky stejným způsobem jako ve fyzicky prvním sektoru na disku Tj. jedna logická jednotka se chová jako primární a následující je rozšířená a v ní další atd. Takže vytvoříte-li partition tabulku pomocí FDISKu v DOSu pak budou v každém sektoru, který je jí obsazen, nejvýše dvě položky bez ohledu na počet logických jednotek.

Tak to je asi vše o partition tabulce. Pokud objevíte nějaké nesrovnalosti (velmi pravděpodobné), tak mi prosím napište.

Použitá literatura: Anglické texty z jiných WWW stránek. Některé informace jsem ověřoval a zjišťoval testováním.

Související odkazy

• Tabulka a popis kódů označujících různé oddíly
• Popis struktury FAT 32

Opravené chyby a změny

• 10.4.2000 - upravil jsem popis partition tabulky, snad už definitivně
• 12.5.2004 - doplněna tabulka s rozšířením VFAT = dlouhá jména souborů