FAT 32

Wstęp

System plików FAT został stworzony przez Microsoft w roku 1977. Początkowo stosowany do przechowywania danych na dyskietkach, szybko został rozwinięty jako szybki i elastyczny system do zarządzania danymi zarówno na nośnikach wymiennych, jak i stałych.

Powstanie FAT 32 zostało wymuszone przez pojawianie się coraz większych dysków, na których FAT 16 ograniczał rozmiar partycji do 2 GB, oraz powodował zbyt duże straty związane z rozmiarem cluster 'ów. Standard ten został wprowadzony przez Microsoft wraz z drugą edycją Windows 95 (OSR2).

(Cluster: Grupa sektorów dysku zawierająca informację. Np. 4 KB cluster zawiera 8 sektorów. Każdy cluster posiada wpis w FAT. Wpis ten określa czy cluster jest zapisany, jeżeli tak: czy jest on cluster'em końcowym (pliku), wpis 0 oznacza pusty, 0FFFFFFF - ostatni w łańcuchu.)

Tabela 1: Porównanie rozmiaru cluster'ów

Rozmiar Cluster'a	Skuteczność	Rozmiar partycji (Dotyczy systemu FAT)
2K	98.4%	0-127 MB
4K	96.6%	128-255 MB
8K	92.9%	256-511 MB
16K	85.8%	512-1023 MB
32K	73.8%	1024-2047 MB
64K	56.6%	2047 MB
Rozmiar Cluster'a	Skuteczność^1	Rozmiar partycji (Dotyczy systemu FAT32)
4K	96.6%	> 260 MB
8K	92.9%	> 8 GB
16K	85.8%	> 60 GB
32K	73.8%	> 2 TB

Ponadto dyski w formacie FAT32 są mniej wrażliwe na uszkodzenia pojedynczych sektorów, gdyż system ten potrafi przenieść katalog główny (root directory), jak również używać zapasowej kopii FAT zamiast domyślnej (opcja ta pozwala również dynamicznie zmieniać rozmiar partycji, chociaż Microsoft tego do tej pory nie zaimplementował w swoich narzędziach). Boot record także został rozszerzony o dodatkowe (zapasowe) informacje dotyczące struktury danych.

Dane techniczne

Master Boot Record

Jest podobny dla większości systemów operacyjnych. Jego położenie, to Cylinder 0,
głowica 0, sektor 1. Jest on miejscem, z którego jest odczytywany początek kodu uruchamianego po procedurze POST. MBR zawiera także tablicę patrycji.

Tabela 2: budowa MBR

Offset	Opis	Rozmiar
000h	Executable Code (Uruchamia komputer)	446 B
1BEh	1st Partition Entry	16 B
1CEh	2nd Partition Entry	16 B
1DEh	3rd Partition Entry	16 B
1EEh	4th Partition Entry	16 B
1FEh	Boot Record Signature (55h AAh)	2 B

Tabela 3: „Partition Entry” - informacja o partycji

Offset	Opis	Rozmiar
00h	Status partycji (00h=Nieaktywna, 80h=Aktywna)	1 B
01h	Początek partycji - Głowica	1 B
02h	Początek partycji - Cylinder/Sektor	2 B
04h	Typ partycji	1 B
05h	Koniec partycji - Głowica	1 B
06h	Koniec partycji - Cylinder/Sektor	2 B
08h	Liczba sektorów pomiędzy MBR i pierwszym sektorem partycji	4 B
0Ch	Liczba sektorów w partycji	4 B

Tabela 4: Pole Cylinder/Sektor

15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
Cylinder (bity 7 do 0)								Cylinder bity 9,8		Sektor (bity 5 do 0)

Tabela 5: Typy partycji

Wartość	Opis
00h	Nieznane lub puste
01h	FAT 12
04h	FAT 16 (Partycja mniejsza niż 32MB)
05h	Rozszerzona partycja MS-DOS
06h	FAT 16 (Partycja większa niż 32MB)
0Bh	FAT 32
0Ch	Jak 0BH, używane rozszerzenia LBA1 13h
0Eh	Jak 06H, używane rozszerzenia LBA1 13h
0Fh	Jak 05H, używane rozszerzenia LBA1 13h

Tworzenie wielu partycji realizowane jest przy pomocy „sztuczki” polegającej na tworzeniu dysków logicznych na partycji rozszerzonej.

Boot Record w FAT32

Informacje zawarte w tabeli znajdują się w pierwszym sektorze każdej partycji.

Tabela 6: Boot Record

Offset	Opis	Rozmiar
00h	Kod skoku + NOP	3 B
03h	Nazwa OEM (Np. MSWIN4.1)	8 B
0Bh	Bajtów na sektor	2 B
0Dh	Sektorów na Cluster	1 B
0Eh	Sektorów zarezerwowanych	2 B
10h	Liczba kopii FAT	1 B
11h	Maks. Liczba wpisów w katalogu głównym (nie dotyczy FAT32)	2 B
13h	Liczba sektorów na partycji mniejszej niż 32MB (nie dotyczy FAT32)	2 B
15h	Typ nośnika (Np. F8h dla dysków twardych)	1 B
16h	Rozmiar FAT w starszych systemach FAT (nie dotyczy FAT32)	2 B
18h	Sektorów na ścieżkę	2 B
1Ah	Liczba głowic	2 B
1Ch	Liczba sektorów ukrytych w partycji	2 B
20h	Liczba sektorów w partycji	2 B
24h	Liczba sektorów w FAT	2 B
28h	Flagi (Bity 0-4 oznaczają aktywną kopię FAT ) (Bit 7 określa czy włączono mirroring FAT <0-TAK>) (Jeżeli FAT Mirroring jest wyłączony, Informacje zapisywane są wyłącznie do aktywnej kopii)	2 B
2Ah	Wersja dysku FAT32	2 B
2Ch	Numer cluster'a początkowego katalogu głównego	2 B
30h	Sektor informacyjny (struktura poniżej)	2 B
32h	Numer sektora zawierającego zapasowy boot sector	2 B
34h	Zarezerwowane	12 B
40h	Numer logicznego dysku na partycji	1 B
41h	Nieużywane	1 B
42h	Extended Signature (29h)	1 B
43h	Numer seryjny dysku	2 B
47h	Nazwa woluminu	11 B
52h	Nazwa FAT (FAT32)	8 B
5Ah	Kod uruchamialny	420 B
1FEh	Boot Record Signature (55h AAh)	2 B

Tabela 7: Struktura sektora informacyjnego Boot Record

Offset	Opis	Rozmiar
00h	First Signature (52h 52h 61h 41h)	4 B
04h	Nieużywane	480 B
1E4h	Sygnature of FSInfo Sector (72h 72h 41h 61h)	4 B
1E8h	Liczba wolnych Clusterów (-1 jeżeli nieznana)	4 B
1ECh	Numer cluster'a ostatnio zaalokowanego.	4 B
1F0h	Zarezerwowane	12 B
1FCh	Nieużywane	2 B
1FEh	Boot Record Signature (55h AAh)	2 B

Każdy plik zapisywany na nośniku zajmuje rozmiar będący całkowitą wielokrotnością rozmiaru jednostki alokacji, skuteczność jest rozumiana jako średnia efektywna pojemność dysku która może zostać wykorzystana.

---