FATFS文件系统详解（三）

5.3 根目录区分析

注意，根目录区只有 FAT12 / FAT16 系统上存在，在FAT32系统上不存在此区域。

根目录区用来记录根目录下的文件内容，根据 4.3 章节计算可知，根目录区起始地址为：==0x3C000==，大小为==0x4000==，数据内容如下：

以下是对数据字段进行分析后的内容，如下图所示：

格式化之后，默认会生成一个System Volume Infomation的系统文件夹，同时此文件夹是根目录下唯一的一个文件，因此在根目录的数据如上图所示。

此文件夹为目录属性，是隐藏的系统目录

长文件名为System Volume Information，短文件名为SYSTEM~1

==此目录指向存放的数据在2号簇（对应数据区第一个簇），文件大小字段，由于此文件为目录属性，此字段无意义，因此强制为0==

至此，根目录区分析完了，同时根目录区的 System Volume Information文件指向数据区第一个簇（2号簇），接下来我们便进入数据区进行分析。

5.4 数据区分析

根据 4.3 章节计算可知，数据区起始地址为：0x40000，大小为242176 * 512 = 0x764 0000，数据内容如下：

对应数据字段分析如下：

System Volume Information 目录下存在两个文件，分别是IndexerVolumeGuid 和 WPSettings.dat。根据上述分析可知：

IndexerVolumeGuid文件的数据存放在 FAT[3]，3号簇上，即数据区的第3个簇（数据区的第1个簇为2号簇）；

WPSettings.dat 文件的数据存放在 FAT[4]，4号簇上，即数据区的第2个簇（数据区的第1个簇为2号簇）；

首先，我们跳转到4号簇上查看IndexerVolumeGuid的数据，对应地址计算方式为：

FirstSectorofCluster = DataStartSector + (N - 2) BPB_SecPerClus = 512 + (4 - 2) 4

= 520;

对应地址为： FirstSectorofCluster BPB_BytsPerSec = 520 512 = 0x0004 1000

接着跳转到3号簇上查看WPSettings.dat的数据，对应地址计算方式为：

FirstSectorofCluster = DataStartSector + (N - 2) BPB_SecPerClus = 512 + (3 - 2) 4

= 516;

对应地址为： FirstSectorofCluster BPB_BytsPerSec = 520 512 = 0x0004 0800

5.5 新增文件测试

在根目录下新增 test 目录，使用winhex更新磁盘数据，观察各数据区变化

保留区无变化

FAT区变化如下：

根目录区变化如下：

数据区变化：

新增long file test文件夹，里面存入一个 ==长度为 2050 Byte（占据两个簇的空间）== 的test.txt文件，使用winhex重新打开磁盘进行分析。

保留区无变化

FAT区变化如下：

根目录区变化如下：

数据区变化如下：

long file test 目录数据指向6号簇，跳转至6号簇，地址 DataStartSector + (N - 2) * BPB_SecPerClus = 0x40000 + (6-2) * 4 * 512 = 0x420000

test.txt 文件指向 7号簇，跳转至7号簇，地址 DataStartSector + (N - 2) * BPB_SecPerClus = 0x40000 + (7-2) * 4 * 512 = 0x428000，均为test.txt的实际有效数据，如下：

6. 总结

   以上便是关于FAT文件系统的全部分析了，通过上述分析，外加新增文件辅助理解，对于文件在FAT文件系统下如何管理、存储，相信已经有了非常深入的了解。

FAT文件系统分为四个区：

保留区最重要的是里面包含引导扇区，引导扇区内存放着BIOS参数信息，通过此参数可以知道FAT文件系统的flash布局，以及flash大小，fat块大小、簇大小等关键信息；

FAT区，记录了文件所占用簇的情况，以及对于文件大小大于一个簇的文件，在FAT区内形成簇链，记录文件由哪几个簇组成

根目录区，只有FAT12/16系统所有，记录了根目录下的文件/目录条目信息

数据区，记录数据分为两个部分，第一部分为目录信息，除根目录外，每个文件夹需要占据一个及以上的簇描述对应目录下的文件情况；第二部分为具体文件数据。两部分数据通过短文件名SFN字段进行关联！