如何從檔案系統中讀取檔案內容
阿新 • • 發佈：2019-01-01
【0】寫在前面
0.0） text description from orange’s implemention of a os ，文末總結繫個人臆測出的乾貨
【1】intro to FAT12（file allocation table 12）檔案系統格式（from Baidu Baike）
- （１）FAT12定義： FAT12是DOS時代就開始使用的檔案系統（File System)，直到2009年仍然在軟盤上使用。
- （2）FAT12的主磁碟結構：
- 2.1）引導扇區（Boot Sector）：位於第一個扇區，在軟盤上就是0柱面（磁軌）0磁頭1扇區。
- 2.2）檔案分配表（FAT）：緊接著引導扇區的是兩個完全相同的FAT表，每個FAT表佔用9個（FAT2是FAT1 的 copy）
- 2.3）根目錄區： FAT表之後是根目錄區，根目錄區長度不固定
- 2.4）資料區：根目錄後面就是資料區
【2.1】FAT12的引導扇區格式：
名稱 開始位元組 長度 內容 參考值 BS_jmpBOOT 0 3 一個短跳轉指令 jmp Label_07c00H nop BS_OEMName 3 8 廠商名 'QingFeng' BPB_BytesPerSec 11 2 每扇區位元組數（Bytes/Sector） 0x200 BPB_SecPerClus 13 1 每簇扇區數（Sector/Cluster） 0x1 BPB_ResvdSecCnt 14 2 Boot記錄佔用多少扇區 ox1 BPB_NumFATs 16 1 共有多少FAT表 0x2 BPB_RootEntCnt 17 2 根目錄區檔案最大數 0xE0 BPB_TotSec16 19 2 扇區總數 0xB40[2*80*18] BPB_Media 21 1 介質描述符 0xF0 BPB_FATSz16 22 2 每個FAT表所佔扇區數 0x9 BPB_SecPerTrk 24 2 每磁軌扇區數（Sector/track） 0x12 BPB_NumHeads 26 2 磁頭數（面數） 0x2 BPB_HiddSec 28 4 隱藏扇區數 0 BPB_TotSec32 32 4 如果BPB_TotSec16=0,則由這裡給出扇區數 0 BS_DrvNum 36 1 INT 13H的驅動器號 0 BS_Reserved1 37 1 保留，未使用 0 BS_BootSig 38 1 擴充套件引導標記(29h) 0x29 BS_VolID 39 4 卷序列號 0 BS_VolLab 43 11 卷標 'QingFeng' BS_FileSysType 54 8 檔案系統型別 'FAT12' 引導程式碼及其他內容 62 448 引導程式碼及其他資料 引導程式碼（剩餘空間用0填充） 結束標誌0xAA55 510 2 第510位元組為0x55，第511位元組為0xAA 0xAA55
【2.2】檔案分配表-FAT
- a）FAT的作用：當檔案size 大於 512B，則FAT是找出該檔案所佔用的簇（簇：一個或多個扇區，引導扇區的BPB_SecPerClus記錄該數字）
- b）FAT項：每個項佔用12 位，代表一個簇，第0和1個簇不使用，從第2個FAT項 開始表示資料區的每一個簇，即是第2個FAT項表示資料區第一個簇。資料區的第一個簇號是2，和這裡是呼應的 。（注意： FAT項值代表的是檔案的下一個簇號）
看個荔枝（只看16個位元組）：（乾貨）
如FAT所在扇區（一個扇區512位元組）儲存值為：F0 FF FF FF 8F 00 FF FF FF FF FF FF 09 A0 00 FF , 0F 00 00 ； 則簇號分別為：0-FF0 1-FFF 2-FFF 3-008 4-FFF 5-FFF 6-FFF 7-FFF 8-009 9-00A A-FFF如果根目錄去中有條目記載某檔案A 的 DIR_FstClus=3的話，則對應第3個FAT項，結合上一行，我們知道FAT3==008，所以下一個簇號是8-009 , 以此類推9-00A、 A-FFF。FFF就表示這個簇是最後一個簇了。
【2.3】根目錄區-root dir sector
- a）根目錄區中的每一個條目佔用32位元組，每個條目格式如下：
- b）根目錄區的大小依賴於 BPB_RootEntCnt（引導扇區中的BPB_RootEntCnt，根目錄區檔案最大數==根目錄條目數），所以長度不固定；
如何計算根目錄區的扇區數量？
顯然，BPB_RootEntCnt 和 BPB_BytePerSec 都是由軟盤（檔案系統FAT12所在的分割槽）的引導扇區提供的；
所以，我們可以算出該軟盤的根目錄扇區數量。
【2.4】資料區
- a）資料區的第一個簇的簇號是2，而不是0 or 1；
【3】下面，我們講一下，如何從檔案系統中讀取一個檔案的內容（讀取某檔案的步驟）（純屬個人臆測，乾貨）：
- a）應用程式給出檔名；
- b）通過該分割槽（檔案系統）的引導扇區算出 根目錄目錄 所佔扇區大小 和 資料區的起始扇區；
- c）依據app 給出的檔名 和 根目錄項的DIR_Name 定位該檔名對應的根目錄項（根目錄條目）；
- d）該條目記錄了 對應檔案的起始簇號，並將 該簇號 送到 FAT1 以找出該檔案的佔用的所有簇號；（FAT2 是 FAT1 的copy）
- e）拿到該檔案的所有簇號後，依據步驟a)算出的資料區起始扇區，從資料區中 取出 這些簇號裡的內容，至此，取出該檔案的內容；