FAT fayl tizimini loyihalash - Design of the FAT file system

A FAT fayl tizimi bu ma'lum bir kompyuter turi fayl tizimi arxitektura va undan foydalanadigan sanoat standartidagi fayl tizimlari oilasi.

FAT fayl tizimi oddiy va mustahkam bo'lgan eski fayl tizimidir.^[3] Bu juda engil dasturlarda ham yaxshi ishlashni taklif qiladi, ammo ba'zi zamonaviy fayl tizimlari kabi ishlash, ishonchlilik va o'lchovni ta'minlay olmaydi. Shu bilan birga, deyarli hozirda ishlab chiqilganlarning barchasi uni muvofiqligi sababli qo'llab-quvvatlamoqda operatsion tizimlar uchun shaxsiy kompyuterlar va ko'p uy kompyuterlari, mobil qurilmalar va o'rnatilgan tizimlar Shunday qilib, 1981 yildan to hozirgi kungacha deyarli har qanday turdagi va har xil turdagi kompyuterlar va qurilmalar o'rtasida ma'lumotlar almashinuvi uchun juda mos format mavjud.

Dastlab 1977 yilda foydalanish uchun mo'ljallangan floppi, FAT tez orada moslashtirildi va deyarli universal tarzda ishlatildi qattiq disklar davomida DOS va Windows 9x ikki o'n yillik davrlar. Bugungi kunda FAT fayl tizimlari hanuzgacha disketalarda uchraydi, USB-karta, miltillovchi va boshqalar qattiq holat xotira kartalari va modullar va ko'plab ko'chma va ko'milgan qurilmalar. DCF uchun standart fayl tizimi sifatida FATni amalga oshiradi raqamli kameralar 1998 yildan beri.^[4] FAT shuningdek, uchun ishlatiladi EFI tizim bo'limi (bo'lim turi 0xEF) ning yuklash bosqichida EFI -muvofiq kompyuterlar.

Disketlar uchun FAT standartlashtirildi ECMA -107^[5] va ISO /IEC  9293:1994^[6] (ISO 9293: 1987 o'rnini bosadi^[7]). Ushbu standartlar FAT12 va FAT16-ni faqat qisqa muddat bilan qamrab oladi 8.3 fayl nomi qo'llab-quvvatlash; uzun fayl nomlari bilan VFAT bor qisman patentlangan.^[8] Google Patents-ga ko'ra "Uzoq va qisqa fayl nomlari uchun umumiy ism maydoni" (US5758352A) 2019 yilda tugagan, bu patentning amal qilish muddati to'liq tugaganligini anglatishi mumkin.^[9]

Texnik nuqtai

Fayl tizimining nomi fayl tizimining eng yaxshi indeks jadvalidan foydalanishidan kelib chiqadi Fayllarni ajratish jadvali, formatlash vaqtida statik ravishda ajratilgan. Jadvalda har biri uchun yozuvlar mavjud klaster, diskni saqlashning tutashgan maydoni. Har bir yozuvda faylning keyingi klasterining raqami yoki faylning oxiri, foydalanilmagan disk maydoni yoki diskning alohida ajratilgan joylari ko'rsatilgan marker mavjud. The ildiz katalogi diskda ushbu katalogdagi har bir faylning birinchi klasterining raqami mavjud; operatsion tizim keyinchalik FAT jadvalidan o'tishi mumkin, disk faylining har bir ketma-ket qismining klaster raqamini klaster zanjiri fayl tugaguniga qadar. Xuddi shu tarzda, pastki kataloglar o'z ichiga olgan maxsus fayllar sifatida amalga oshiriladi katalog yozuvlari ularning tegishli fayllari.

Dastlab 8-bitli fayl tizimi sifatida ishlab chiqilgan, disk drayvlar rivojlanib borishi bilan klasterlarning maksimal soni sezilarli darajada oshirildi va shuning uchun har bir klasterni aniqlash uchun ishlatiladigan bitlar soni ortdi. FAT formatining ketma-ket asosiy versiyalari jadval elementlari sonining nomi bilan nomlanadi: 12 (FAT12 ), 16 (FAT16 ) va 32 (FAT32 ). Asl nusxadan tashqari 8-bitli FAT prekursor, ushbu variantlarning har biri hali ham qo'llanilmoqda. FAT standarti boshqa yo'llar bilan kengaytirildi va umuman mavjud dasturiy ta'minot bilan orqaga qarab muvofiqligini saqlab qoldi.

Maket

FAT fayl tizimi to'rt mintaqadan iborat:

Himoyalangan sektorlar

Birinchi ajratilgan sektor (mantiqiy sektor 0) bu Yuklash sektori (shuningdek, deyiladi Volume Boot Record yoki oddiygina VBR). Bu maydonni o'z ichiga oladi BIOS parametr bloklari (BPB) ba'zi bir asosiy fayl tizimlari ma'lumotlarini, xususan uning turini va boshqa bo'limlarning joylashuviga ko'rsatgichlarni o'z ichiga oladi va odatda operatsion tizimni o'z ichiga oladi. yuklash moslamasi kod.

Boot Sector-dan muhim ma'lumotlarga operatsion tizim strukturasi orqali kirish mumkin Parametrlarni blokirovka qilish (DPB) DOS va OS / 2 da.

Zaxira qilingan tarmoqlarning umumiy soni Boot Sector ichidagi maydon bilan ko'rsatiladi va odatda FAT32 fayl tizimlarida 32 ga teng.^[10]

FAT32 fayl tizimlari uchun ajratilgan sektorlar quyidagilarni o'z ichiga oladi Fayl tizimi haqida ma'lumot sektori mantiqiy sektorda 1 va a Zaxira yuklash sektori mantiqiy sektorda 6.

Ko'pgina boshqa sotuvchilar bootstrap loader uchun bitta sektorli o'rnatishni (faqat mantiqiy sektor 0) ishlatishda davom etishgan bo'lsa-da, Microsoft-ning yuklash sektori kodi FAT32 joriy qilinganidan beri 0 va 2 mantiqiy tarmoqlarga tarqaldi, mantiqiy sektor 0 ga bog'liq mantiqiy sektorda sub-routines 2. Backup Boot Sector uch mantiqiy 6, 7 va 8 sektorlardan iborat. Ba'zi hollarda, Microsoft kengaytirilgan yuklash yuklagichi uchun ajratilgan tarmoqlar maydonining 12-sektoridan ham foydalanadi.

FAT mintaqasi

Bu odatda ikkita nusxasini o'z ichiga oladi Fayllarni ajratish jadvali ishdan bo'shatishni tekshirish uchun, hatto kamdan-kam hollarda, hatto diskni ta'mirlash dasturlari tomonidan ham qo'llaniladi.

Bu ma'lumotlar mintaqasi xaritalari, qaysi klasterlar fayllar va kataloglar tomonidan ishlatilishini bildiradi. FAT12 va FAT16 da ular zaxira qilingan tarmoqlarni darhol kuzatib boradilar.

Odatda qo'shimcha nusxalar yozuvlarda qattiq sinxronlashda saqlanadi va o'qishda ular faqat birinchi FATda xatolar yuz berganda qo'llaniladi.

Birinchi ikkita klaster (klaster) 0 va 1 ) xaritada maxsus qiymatlar mavjud.

Ildiz katalogi mintaqasi

Bu Katalog jadvali ildiz katalogida joylashgan fayllar va kataloglar haqidagi ma'lumotlarni saqlaydigan. U faqat FAT12 va FAT16 bilan ishlatiladi va ildiz katalogiga ushbu jildni yaratishda oldindan ajratilgan maksimal maksimal hajmni yuklaydi. FAT32 ma'lumotlar katalogidagi ildiz katalogini fayllar va boshqa kataloglar bilan birga saqlaydi, bu esa bunday cheklovsiz o'sishiga imkon beradi. Shunday qilib, FAT32 uchun ma'lumotlar mintaqasi bu erda boshlanadi.

Ma'lumotlar mintaqasi

Bu erda haqiqiy fayl va katalog ma'lumotlari saqlanadi va bo'limning katta qismini oladi. An'anaviy ravishda ma'lumotlar mintaqasining foydalanilmagan qismlari to'ldiruvchi qiymati bilan initsializatsiya qilinadi 0xF6 INT 1Eh bo'yicha Disk parametrlari jadvali (DPT) IBM mos mashinalarida formatlash paytida, lekin Atari portfeli. 8 dyuymli CP / M floppi odatda qiymati bilan oldindan formatlangan holda keladi 0xE5;^[11] Raqamli tadqiqotlar yo'li bilan^[12] bu qiymat ham ishlatilgan Atari ST formatlangan disketalar.^{[nb 1]} Amstrad ishlatilgan 0xF4 o'rniga. Ba'zi zamonaviy formatlashtiruvchilar qattiq disklarni qiymati bilan artib tashlashadi 0x00, ammo qiymati 0xFF, dasturlashtirilmagan flesh-blokning standart qiymati, kamaytirish uchun flesh-disklarda ishlatiladi kiyish. Oxirgi qiymat odatda ROM disklarida ham qo'llaniladi. (Ba'zi rivojlangan formatlash vositalari format to'ldiruvchi baytni sozlash imkonini beradi.^{[nb 2]})

Fayl zanjiriga FAT-da ko'proq havolalar qo'shish orqali fayllar va kichik kataloglar hajmini o'zboshimchalik bilan (erkin klasterlar mavjud bo'lganda) oshirish mumkin. Fayllar klasterlar birligida ajratiladi, shuning uchun a 1 KB fayl a da joylashgan 32 KB klaster, 31 KB isrof qilinmoqda.

FAT32 odatda Ildiz kataloglari jadvalini 2-sonli klasterda boshlaydi: ma'lumotlar mintaqasining birinchi klasteri.

FAT foydalanadi ozgina endian sarlavhadagi barcha yozuvlar uchun format (Atari ST yuklash tarmoqlaridagi ba'zi yozuvlar bundan mustasno, agar aniq ko'rsatilgan bo'lsa) va FAT (lar).^[12] Klasterlar soniga kerak bo'lgandan ko'ra ko'proq FAT sektorlarini ajratish mumkin. Har qanday FAT nusxasining oxirgi sektorining oxirini mos klasterlar mavjud bo'lmagan taqdirda ishlatib bo'lmaydi. Sektorlarning umumiy soni (yuklash yozuvida ta'kidlanganidek) ma'lumotlar foydalanadigan tarmoqlar sonidan (klasterlar uchun xastaliklar × klasterlar), FATs (FAT x FAT bo'yicha xatlar soni), ildiz katalogidan (n / a) ko'p bo'lishi mumkin. va FAT32 uchun) va yuklash sektorini o'z ichiga olgan yashirin sektorlar: bu hajm oxirida foydalanilmaydigan tarmoqlarga olib keladi. Agar bo'lim fayl tizimida ishlagan tarmoqlarning umumiy sonidan ko'p sonli tarmoqlarni o'z ichiga olsa, bu bo'limning oxirida, hajmdan keyin foydalanilmaydigan tarmoqlarga olib keladi.

Himoyalangan sektorlar maydoni

Yuklash sektori

Kabi bo'linmagan qurilmalarda floppi, Yuklash sektori (VBR ) birinchi sektor (jismoniy CHS manzili 0/0/1 yoki LBA manzili 0 bo'lgan mantiqiy sektor 0). Qattiq disklar kabi bo'linadigan qurilmalar uchun birinchi sektor bu Master Boot Record bo'limlarni aniqlash, FAT fayl tizimi bilan formatlangan bo'limlarning birinchi sektori yana Boot Sector.

DOS 2.0 dan beri IBM mos keladigan x86-mashinalari uchun ko'pgina FAT versiyalari tomonidan qo'llaniladigan dastlabki 11 baytning umumiy tuzilishi quyidagilardir:

FAT formatlangan Atari ST floppi juda o'xshash yuklash sektori tartibiga ega:

FAT12 formatida MSX-DOS jildlar juda o'xshash yuklash sektori tartibiga ega:

BIOS parametr bloklari

Dastlabki 25 baytning umumiy tuzilishi BIOS parametr bloklari DOS 2.0 dan beri FAT versiyalari tomonidan ishlatiladigan (BPB) (sektor ofsetida bayt) 0x00B ga 0x017 DOS 2.0 dan beri saqlanadi, lekin DOS 3.2 dan oldin har doim ham foydalanilmaydi, qiymatlari at 0x018 ga 0x01B DOS 3.0 dan beri ishlatiladi):

DOS 3.0 BPB:

Quyidagi kengaytmalar DOS 3.0 dan beri hujjatlashtirildi, ammo ular DOS 2.11-ning ba'zi nashrlari tomonidan qo'llab-quvvatlandi.^[32] MS-DOS 3.10 hali ham DOS 2.0 formatini qo'llab-quvvatladi, ammo DOS 3.0 formatidan ham foydalanishi mumkin edi.

DOS 3.2 BPB:

Rasmiy ravishda MS-DOS 3.20 hali ham DOS 3.0 formatidan foydalangan, ammo SYS va FORMAT allaqachon 6 bayt uzunroq formatni qo'llab-quvvatlashga moslashtirildi (ularning hammasi ham ishlatilmagan).

DOS 3.31 BPB:

Rasmiy ravishda DOS 3.31 bilan tanishtirilgan va DOS 3.2 tomonidan ishlatilmaydigan ba'zi DOS 3.2 yordam dasturlari ushbu yangi format haqida xabardor bo'lish uchun yaratilgan. Rasmiy hujjatlar ushbu qadriyatlarga faqat mantiqiy sektorlar kirib kelganda ishonishni tavsiya qiladi 0x013 nolga teng.

A simple formula translates a volume's given cluster number CN to a logical sector number LSN:^[5][6][7]

1. Determine (once) SSA=RSC+FN×SF+ceil((32×RDE)/SS), where the reserved sector count RSC is stored at offset 0x00E, the number of FATsFN ofsetda 0x010, the sectors per FAT SF ofsetda 0x016 (FAT12/FAT16) or 0x024 (FAT32), the root directory entries RDE ofsetda 0x011, the sector size SS ofsetda 0x00Bva shift (x) rounds up to a whole number.
2. Aniqlang LSN=SSA+(CN−2)×SC, where the sectors per cluster SC are stored at offset 0x00D.

On unpartitioned media the volume's number of hidden sectors is zero and therefore LSN va LBA addresses become the same for as long as a volume's logical sector size is identical to the underlying medium's physical sector size. Under these conditions, it is also simple to translate between CHS manzillar va LSNs shuningdek:

LSN=SPT×(HN+(NOS×TN))+SN−1, where the sectors per track SPT are stored at offset 0x018, and the number of sides NOS ofsetda 0x01A. Trek raqami TN, head number HN, and sector number SN mos keladi Silindr-bosh sektori: the formula gives the known CHS to LBA tarjima.

Kengaytirilgan BIOS parametr bloklari

Further structure used by FAT12 and FAT16 since OS/2 1.0 and DOS 4.0, also known as Kengaytirilgan BIOS parametr bloklari (EBPB) (bytes below sector offset 0x024 are the same as for the DOS 3.31 BPB):

FAT32 Extended BIOS Parameter Block

In essence FAT32 inserts 28 bytes into the EBPB, followed by the remaining 26 (or sometimes only 7) EBPB bytes as shown above for FAT12 and FAT16. Microsoft and IBM operating systems determine the type of FAT file system used on a volume solely by the number of clusters, not by the used BPB format or the indicated file system type, that is, it is technically possible to use a "FAT32 EBPB" also for FAT12 and FAT16 volumes as well as a DOS 4.0 EBPB for small FAT32 volumes. Since such volumes were found to be created by Windows operating systems under some odd conditions,^{[nb 8]} operating systems should be prepared to cope with these hybrid forms.

Istisnolar

Versions of DOS before 3.2 totally or partially relied on the media descriptor byte in the BPB or the FAT ID byte in cluster 0 of the first FAT in order to determine FAT12 diskette formats even if a BPB is present. Depending on the FAT ID found and the drive type detected they default to use one of the following BPB prototypes instead of using the values actually stored in the BPB.^{[nb 3]}

Originally, the FAT ID was meant to be a bit flag with all bits set except for bit 2 cleared to indicate an 80 track (vs. 40 track) format, bit 1 cleared to indicate a 9 sector (vs. 8 sector) format, and bit 0 cleared to indicate a single-sided (vs. double-sided) format,^[14] but this scheme was not followed by all OEMs and became obsolete with the introduction of hard disks and high-density formats. Also, the various 8-inch formats supported by 86-DOS and MS-DOS do not fit this scheme.

Microsoft recommends to distinguish between the two 8-inch formats for FAT ID 0xFE by trying to read of a single-density address mark. If this results in an error, the medium must be double-density.^[30]

The table does not list a number of incompatible 8-inch and 5.25-inch FAT12 floppy formats supported by 86-DOS, which differ either in the size of the directory entries (16 bytes vs. 32 bytes) or in the extent of the reserved sectors area (several whole tracks vs. one logical sector only).

The implementation of a single-sided 315 KB FAT12 format used in MS-DOS uchun O'rik kompyuter va F1e^[38] had a different boot sector layout, to accommodate that computer's non-IBM compatible BIOS. The jump instruction and OEM name were omitted, and the MS-DOS BPB parameters (offsets 0x00B-0x017 in the standard boot sector) were located at offset 0x050. The Portativ, F1, PC duo va Xi FD supported a non-standard double-sided 720 KB FAT12 format instead.^[38] The differences in the boot sector layout and media IDs made these formats incompatible with many other operating systems. The geometry parameters for these formats are:

• 315 KB: Bytes per logical sector: 512 bytes, logical sectors per cluster: 1, reserved logical sectors: 1, number of FATs: 2, root directory entries: 128, total logical sectors: 630, FAT ID: 0xFC, logical sectors per FAT: 2, physical sectors per track: 9, number of heads: 1.^[38][39]
• 720 KB: Bytes per logical sector: 512 bytes, logical sectors per cluster: 2, reserved logical sectors: 1, number of FATs: 2, root directory entries: 176, total logical sectors: 1440, FAT ID: 0xFE, logical sectors per FAT: 3, physical sectors per track: 9, number of heads: 2.^[38]

Ning keyingi versiyalari Apricot MS-DOS gained the ability to read and write disks with the standard boot sector in addition to those with the Apricot one. These formats were also supported by DOS Plus 2.1e/g for the Apricot ACT series.

The DOS Plus adaptation for the BBC Master 512 supported two FAT12 formats on 80-track, double-sided, double-density 5.25" drives, which did not use conventional boot sectors at all. 800 KB data disks omitted a boot sector and began with a single copy of the FAT.^[39] The first byte of the relocated FAT in logical sector 0 was used to determine the disk's capacity. 640 KB boot disks began with a miniature ADFS file system containing the boot loader, followed by a single FAT.^[39][40] Also, the 640 KB format differed by using physical CHS sector numbers starting with 0 (not 1, as common) and incrementing sectors in the order sector-track-head (not sector-head-track, as common).^[40] The FAT started at the beginning of the next track. These differences make these formats unrecognizable by other operating systems. The geometry parameters for these formats are:

• 800 KB: Bytes per logical sector: 1024 bytes, logical sectors per cluster: 1, reserved logical sectors: 0, number of FATs: 1, root directory entries: 192, total logical sectors: 800, FAT ID: 0xFD, logical sectors per FAT: 2, physical sectors per track: 5, number of heads: 2.^[39][40]
• 640 KB: Bytes per logical sector: 256 bytes, logical sectors per cluster: 8, reserved logical sectors: 16, number of FATs: 1, root directory entries: 112, total logical sectors: 2560, FAT ID: 0xFF, logical sectors per FAT: 2, physical sectors per track: 16, number of heads: 2.^[39][40]

DOS Plus for the Master 512 could also access standard PC disks formatted to 180 KB yoki 360 KB, using the first byte of the FAT in logical sector 1 to determine the capacity.

The DEC Rainbow 100 (all variations) supported one FAT12 format on 80-track, single-sided, quad-density 5.25" drives. The first two tracks were reserved for the boot loader, but didn't contain an MBR nor a BPB (MS-DOS used a static in-memory BPB instead). The boot sector (track 0, side 0, sector 1) was Z80 code beginning with DI 0xF3. The 8088 bootstrap was loaded by the Z80. Track 1, side 0, sector 2 starts with the Media/FAT ID byte 0xFA. Unformatted disks use 0xE5 o'rniga. The file system starts on track 2, side 0, sector 1. There are 2 copies of the FAT and 96 entries in the root directory. In addition, there is a physical to logical track mapping to effect a 2:1 sector interleaving. The disks were formatted with the physical sectors in order numbered 1 to 10 on each track after the reserved tracks, but the logical sectors from 1 to 10 were stored in physical sectors 1, 6, 2, 7, 3, 8, 4, 9, 5, 10.^[41]

FS Information Sector

The "FS Information Sector" was introduced in FAT32^[42] for speeding up access times of certain operations (in particular, getting the amount of free space). It is located at a logical sector number specified in the FAT32 EBPB boot record at position 0x030 (usually logical sector 1, immediately after the boot record itself).

The sector's data may be outdated and not reflect the current media contents, because not all operating systems update or use this sector, and even if they do, the contents is not valid when the medium has been ejected without properly unmounting the volume or after a power-failure. Therefore, operating systems should first inspect a volume's optional shutdown status bitflags residing in the FAT entry of 1-klaster or the FAT32 EBPB at offset 0x041 and ignore the data stored in the FS information sector, if these bitflags indicate that the volume was not properly unmounted before. This does not cause any problems other than a possible speed penalty for the first free space query or data cluster allocation; qarang parchalanish.

If this sector is present on a FAT32 volume, the minimum allowed logical sector size is 512 bytes, whereas otherwise it would be 128 bytes. Some FAT32 implementations support a slight variation of Microsoft's specification by making the FS information sector optional by specifying a value of 0xFFFF^[26] (yoki 0x0000) in the entry at offset 0x030.

Fayllarni ajratish jadvali

Cluster map

A volume's data area is divided into identically sized klasterlar—small blocks of contiguous space. Cluster sizes vary depending on the type of FAT file system being used and the size of the partition; typical cluster sizes range from 2 to 32 KiB.^{[iqtibos kerak ]}

Each file may occupy one or more clusters depending on its size. Thus, a file is represented by a chain of clusters (referred to as a singly linked list ). However these clusters are not necessarily stored adjacent to one another on the disk's surface but are often instead parchalangan throughout the Data Region.

Each version of the FAT file system uses a different size for FAT entries. Smaller numbers result in a smaller FAT, but waste space in large partitions by needing to allocate in large clusters.

The FAT12 file system uses 12 bits per FAT entry, thus two entries span 3 bytes. It is consistently ozgina endian: if those three bytes are considered as one little-endian 24-bit number, the 12 least significant bits represent the first entry (e.g. cluster 0) and the 12 most significant bits the second (e.g. cluster 1). In other words, while the low eight bits of the first cluster in the row are stored in the first byte, the top four bits are stored in the low nibble of the second byte, whereas the low four bits of the subsequent cluster in the row are stored in the high nibble of the second byte and its higher eight bits in the third byte.

The FAT16 file system uses 16 bits per FAT entry, thus one entry spans two bytes in little-endian byte order:

The FAT32 file system uses 32 bits per FAT entry, thus one entry spans four bytes in little-endian byte order. The four top bits of each entry are reserved for other purposes; they are cleared during formatting and should not be changed otherwise. They must be masked off before interpreting the entry as 28-bit cluster address.

The Fayllarni ajratish jadvali (Yog ') is a contiguous number of sectors immediately following the area of reserved sectors. It represents a list of entries that map to each cluster on the volume. Each entry records one of five things:

• the cluster number of the next cluster in a chain
• maxsus end of cluster-chain (EOC) entry that indicates the end of a chain
• a special entry to mark a bad cluster
• a zero to note that the cluster is unused

For very early versions of DOS to recognize the file system, the system must have been booted from the volume or the volume's FAT must start with the volume's second sector (logical sector 1 with physical CHS address 0/0/2 or LBA address 1), that is, immediately following the boot sector. Operating systems assume this hard-wired location of the FAT in order to find the FAT ID in the FAT's cluster 0 entry on DOS 1.0-1.1 FAT diskettes, where no valid BPB is found.

Special entries

The first two entries in a FAT store special values:

The first entry (cluster 0 in the FAT) holds the FAT ID since MS-DOS 1.20 va PC DOS 1.1 (allowed values 0xF0-0xFF bilan 0xF1-0xF7 reserved) in bits 7-0, which is also copied into the BPB of the boot sector, offset 0x015 since DOS 2.0. The remaining 4 bits (if FAT12), 8 bits (if FAT16) or 20 bits (if FAT32) of this entry are always 1. These values were arranged so that the entry would also function as an "trap-all" end-of-chain marker for all data clusters holding a value of zero. Additionally, for FAT IDs other than 0xFF (va 0x00) it is possible to determine the correct nibble and byte order (to be) used by the file system driver, however, the FAT file system officially uses a ozgina endian representation only and there are no known implementations of variants using katta endian values instead. 86-DOS 0.42 qadar MS-DOS 1.14 FAT identifikatori o'rniga qattiq simli haydovchi profillarini ishlatgan, lekin bu baytni 32 baytli yoki 16 baytli katalog yozuvlari bilan formatlangan ommaviy axborot vositalarini ajratish uchun ishlatgan, chunki ular 86-DOS 0.42 dan oldin ishlatilgan.

Ikkinchi yozuv (FATdagi 1-klaster) formatlashtiruvchi tomonidan ishlatilgan klaster zanjiri markerini nominal ravishda saqlaydi, lekin odatda har doim 0xFFF / 0xFFFF / 0x0FFFFFFF, ya'ni FAT32 hajmidagi 31-28 bitlar bundan mustasno, bu bitlar odatda har doim o'rnatiladi. Biroq, ba'zi Microsoft operatsion tizimlari, agar bu ishlaydigan operatsion tizimning hajmi bo'lmasa (ya'ni ishlatilsa), bu bitlarni o'rnatadi 0xFFFFFFFF o'rniga 0x0FFFFFFF Bu yerga).^[43] (Zanjir oxiridagi alternativ markerlar bilan birgalikda eng past bit 2-0, ruxsat etilgan eng past ko'rsatkich uchun nolga aylanishi mumkin 0xFF8 / 0xFFF8 / 0x? FFFFFF8; 3-bit, shuningdek, klasterlarni hisobga olgan holda saqlanishi kerak 0xFF0 / 0xFFF0 / 0x? FFFFFF0 va undan yuqori rasmiy ravishda saqlanadi. Agar ushbu bitlardan birortasi o'rnatilmagan bo'lsa, ba'zi operatsion tizimlar ba'zi hajmlarni o'rnatolmasligi mumkin, shuning uchun standart zanjir oxiridagi markerni o'zgartirmaslik kerak.) DOS 1 va 2 uchun yozuv kelajakda foydalanish uchun saqlangan holda hujjatlashtirildi. .

DOS 7.1-dan boshlab, ushbu klaster yozuvining ikkita eng muhim biti FAT16 va FAT32-dagi joriy hajm holatini ifodalovchi ikkita ixtiyoriy bitflagga ega bo'lishi mumkin, ammo FAT12 hajmida emas. Ushbu bitflaglar barcha operatsion tizimlar tomonidan qo'llab-quvvatlanmaydi, ammo ushbu funktsiyani qo'llab-quvvatlaydigan operatsion tizimlar ushbu bitlarni o'chirishga o'rnatadi va ishga tushirishda eng muhim bitni o'chiradi:
Agar bit 15 (FAT16 bo'yicha) yoki bit 27 (FAT32 bo'yicha) bo'lsa^[44] ovoz balandligini o'rnatishda o'rnatilmagan, o'chirish yoki chiqarib yuborishdan oldin tovush to'g'ri o'rnatilmagan va shu sababli noma'lum va ehtimol "iflos" holatda bo'ladi.^[31] FAT32 jildlarida FS ma'lumot sektori eskirgan ma'lumotlarga ega bo'lishi mumkin va shuning uchun ulardan foydalanmaslik kerak. Keyinchalik operatsion tizim odatda ishlaydi SCANDISK yoki CHKDSK keyingi startapda^{[nb 10][44]} (lekin olinadigan muhitni kiritishda emas) ovozning yaxlitligini ta'minlash va ehtimol qayta tiklash uchun.
Agar bit 14 (FAT16 bo'yicha) yoki bit 26 (FAT32 bo'yicha) bo'lsa^[44] o'chirildi, operatsion tizim ishga tushirilayotganda diskda I / U xatolariga duch keldi,^[44] yomon tarmoqlar uchun mumkin bo'lgan ko'rsatkich. Ushbu kengaytmadan xabardor bo'lgan operatsion tizimlar buni sirtni skanerdan o'tkazish bo'yicha tavsiyalar sifatida talqin qiladilar (SCANDISK ) keyingi yuklashda.^[31][44] (Shunga o'xshash bitflaglar to'plami FAT12 / FAT16 EBPB-da ofsetda mavjud 0x1A yoki ofsetda FAT32 EBPB 0x36. Fayl tizimining drayverlari ovoz balandligini o'rnatgandan so'ng 1-klaster yozuviga kirishlari mumkin bo'lsa-da, EBPB yozuviga hatto ovoz balandligi o'rnatilmagan bo'lsa ham bo'ladi va shu bilan disk blokirovkalash moslamalari drayverlari yoki qismlarga ajratish vositalari foydalanishni osonlashtiradi.)

Agar BPBdagi FAT soni 2 ga o'rnatilmagan bo'lsa, birinchi FAT (klaster 1) dagi ikkinchi klaster yozuvi ham holatini aks ettirishi mumkin TFAT TFATdan xabardor operatsion tizimlar uchun hajm. Agar ushbu FATdagi 1-klaster yozuvi 0 qiymatiga ega bo'lsa, bu ikkinchi FAT oxirgi ma'lum bo'lgan amaldagi holatni bildirishini va birinchi FATga ko'chirilishi kerakligini ko'rsatishi mumkin, birinchi FAT esa ikkinchi FAT bo'yicha barcha bitlar bo'lsa o'rnatilgan.

Ba'zi nostandart FAT12 / FAT16 dasturlari o'zgaruvchan kattalikdagi ildiz katalogining boshlang'ich klasterini saqlash uchun 1-klaster yozuvidan foydalanadi (odatda 2^[37]). Bu qachon sodir bo'lishi mumkin root katalog yozuvlari soni BPB-da 0 qiymati mavjud va FAT32 EBPB topilmaydi (imzo yo'q) 0x29 yoki 0x28 ofsetda 0x042).^[27] Ammo ushbu kengaytmani asosiy operatsion tizimlar qo'llab-quvvatlamaydi,^[27] chunki bu 1-klaster yozuvining boshqa mumkin bo'lgan ishlatilishlariga ziddir. Agar ushbu kengaytmaga faqat FAT12 uchun ruxsat berilgan bo'lsa, aksariyat mojarolarni istisno qilish mumkin 0xFEF va kamroq bo'lgan FAT16 jildlari 0x3FEF klasterlar va 2 FAT.

Ushbu birinchi ikkita FAT yozuvlari maxsus qiymatlarni saqlaganligi sababli, 0 yoki 1 ma'lumotlar klasterlari mavjud emas. Birinchi ma'lumotlar klasteri (agar FAT12 / FAT16 bo'lsa, katalogdan keyin) 2-klaster,^[37] ma'lumotlar maydonining boshlanishini belgilash.

Klaster qiymatlari

FAT kirish qiymatlari:

FAT32 nomiga qaramay, 32 ta bitdan atigi 28 bitini ishlatadi. Yuqori 4 bit odatda nolga teng, ammo zaxiralangan bo'lib, ularga tegmaslik kerak. Standart mos keladigan FAT32 fayl tizimi drayveri yoki texnik vositasi yuqori 4 bit nolga ishonmasligi kerak va klaster raqamini baholashdan oldin ularni olib tashlashi kerak, chunki bu bitlar boshqa maqsadlarda ishlatilishi mumkin bo'lgan kelajakdagi kengayishlarga qarshi kurashish uchun. Ular yangi klasterlarni ajratishda fayl tizimi drayveri tomonidan o'chirilmasligi kerak, lekin ularni qayta formatlash paytida tozalash kerak.

Hajmi chegaralari

FAT fayl tizimlarining FAT12, FAT16, FAT16B va FAT32 variantlari klasterlar soni va har bir klasterdagi sektorlar soniga qarab aniq chegaralarga ega (1, 2, 4, ..., 128). Odatda har bir sektor uchun 512 bayt qiymat uchun:

FAT12 talablari: har 1024 klaster uchun FAT har bir nusxasida 3 ta sektor
FAT16 talablari: har 256 klaster uchun FAT har bir nusxasida 1 ta sektor
FAT32 talablari: har 128 klaster uchun FAT har bir nusxasida 1 ta sektor

FAT12 diapazoni: 1 dan 4.084 gacha klaster: FAT nusxasi uchun 1 dan 12 gacha sektor
FAT16 diapazoni: 4,085 dan 65,524 gacha klaster: FAT nusxasi uchun 16 dan 256 gacha sektor
FAT32 diapazoni: 65,525 dan 268,435,444 ta klaster: FAT nusxasi uchun 512 dan 2 097 152 ta sektor.

FAT12 minimal: har bir klaster uchun 1 sektor × 1 klaster = 512 bayt (0,5 KB)
FAT16 minimal: har bir klaster uchun 1 sektor × 4085 klaster = 2.091.520 bayt (2.042.5 KB)
FAT32 minimal: har bir klaster uchun 1 sektor × 65,525 klaster = 33 548 800 bayt (32 762,5 KB)

Maksimal FAT12: har bir klaster uchun 64 sektor × 4,084 klaster = 133,824,512 bayt (≈ 127 MB)
[Maksimal FAT12: har bir klaster uchun 128 sektor × 4.084 klaster = 267.694.024 bayt (-255 MB)]

Maksimal FAT16: har bir klaster uchun 64 sektor × 65,524 klaster = 2,147,090,432 bayt (-2,047 MB)
[Maksimal FAT16: har bir klaster uchun 128 sektor × 65,524 klaster = 4,294,180,864 bayt (-4,095 MB)]

Maksimal FAT32: har bir klaster uchun 8 ta sektor × 268.435.444 klaster = 1.099.511.578.624 bayt (-1.024 Gb)
Maksimal FAT32: har bir klaster uchun 16 sektor × 268,173,557 klaster = 2,196,877,778,944 bayt (-2,046 GB)
[Maksimal FAT32: har bir klaster uchun 32 ta sektor × 134,152,181 klaster = 2,197,949,333,504 bayt (-2,047 GB)]
[Maksimal FAT32: har bir klaster uchun 64 sektor × 67,092,469 klaster = 2,198,486,024,192 bayt (-2,047 GB)]
[Maksimal FAT32: har bir klaster uchun 128 sektor × 33,550,325 klaster = 2,198,754,099,200 bayt (-2,047 GB)]

Afsona: 268435444 + 3 bu 0x0FFFFFF7, chunki FAT32 0-versiyasi 32-bitli klaster raqamlarida faqat 28 bitdan foydalanadi, klaster raqamlari 0x0FFFFFF7 qadar 0x0FFFFFFF noto'g'ri klasterlarni yoki faylning oxirini belgilash, 0-sonli klaster erkin klasterni belgilaydi va 1-klaster ishlatilmaydi.^[37] Xuddi shunday 65524 + 3 ham 0xFFF7 FAT16 va 4084 + 3 uchun 0xFF7 FAT12 uchun. Klasterdagi tarmoqlar soni bitta baytga mos keladigan 2 ta quvvat, eng kichik qiymati 1 (0x01), eng katta qiymati 128 (0x80). Kvadrat qavslardagi satrlar noodatiy 128 hajmini bildiradi va FAT32 uchun 32 yoki 64 klaster kattaligidan kattaroq.^[48]

Har bir FAT32 usuli 32 bitni (4 bayt) egallaganligi sababli, maksimal klasterlar soni (268435444) 512 baytlik sektor uchun 2097152 FAT sektorini talab qiladi. 2097152 bu 0x200000va ushbu qiymatni saqlash uchun ikki baytdan ko'proq kerak bo'ladi. Shuning uchun FAT32 FAT32 yuklash sektorida FAT16B variantida kiritilgan sektorlarning umumiy soni uchun 32 bitlik qiymatdan so'ng darhol yangi 32-bitli qiymatni taqdim etdi.

DOS 4.0 bilan kiritilgan yuklash yozuvlari kengaytmalari sehrli 40 bilan boshlanadi (0x28) yoki 41 (0x29). Odatda FAT drayverlari faqat FAT12, FAT16 va FAT32 ni ajratish uchun klasterlar soniga qarashadi: yuklash yozuvidagi FAT variantini aniqlaydigan odam o'qiydigan satrlarga e'tibor berilmaydi, chunki ular faqat DOS 4.0 yoki undan keyingi versiyalari bilan formatlangan ommaviy axborot vositalari uchun mavjud.

Klaster bo'yicha katalog yozuvlari sonini aniqlash oddiy. Har bir yozuv 32 baytni egallaydi; bu 512 bayt hajmdagi sektor uchun 16 ta yozuvni keltirib chiqaradi. DOS 5 RMDIR/RD buyruq bosh harfni olib tashlaydi "."(ushbu katalog) va".."(ota-katalog) to'g'ridan-to'g'ri pastki kataloglardagi yozuvlar, shuning uchun RAM diskida 32-o'lchov FAT12 uchun mumkin, lekin har bir klaster uchun 2 yoki undan ortiq sektor kerak. DOS 4 kengaytmasi bo'lmagan FAT12 yuklash sektori birinchi keraksiz FAT16B 32-dan oldin 29 baytni talab qiladi. - yashirin sektorlarning bitli soni, bu (ishlatilmaydigan RAM diskida) yuklash kodi va sehr uchun uchta bayt qoldiradi 0x55 0xAA barcha yuklash sektorlari oxirida. Yoqilgan Windows NT eng kichik qo'llab-quvvatlanadigan sektor hajmi 128 ga teng.

Yoqilgan Windows NT operatsion tizimlar FORMAT buyruq variantlari / A: 128K va / A: 256K maksimal klaster o'lchamiga mos keladi 0x80 (128) mos ravishda sektor hajmi 1024 va 2048 bilan. 512 umumiy sektori uchun / A: 64K har bir klaster uchun 128 sektordan hosil beradi.

Har bir ECMA-107 ning ikkala nashri^[5] va ISO / IEC 9293^[6][7] belgilang a Maksimal klaster raqami MAX formula bo'yicha aniqlanadi MAX = 1 + trunc ((TS-SSA)/SC)va zaxira klaster raqamlari MAX + 1 4086 gacha (0xFF6, FAT12) va keyinchalik 65526 ​​(0xFFF6, FAT16) kelajakda standartlashtirish uchun.

Microsoft-ning EFI FAT32 spetsifikatsiyasi^[10] 4085 klasterdan kam bo'lgan har qanday FAT fayl tizimi FAT12 ekanligini, aks holda 65525 klasterdan kam bo'lgan har qanday FAT fayl tizimi FAT16 ekanligini, aks holda u FAT32 ekanligini bildiradi. FAT boshidagi 0-klaster uchun yozuv BPB-da topilgan media-descriptor bayt bilan bir xil bo'lishi kerak, ammo 1-klaster uchun yozuv formatlashtiruvchi tomonidan klaster zanjirlari uchun ishlatiladigan zanjir oxiridagi qiymatni aks ettiradi (0xFFF, 0xFFFF yoki 0x0FFFFFFF). 0 va 1 klaster raqamlari uchun yozuvlar hatto FAT12 uchun ham bayt chegarasida tugaydi, masalan. 0xF9FFFF media descriptor uchun 0xF9.

Birinchi ma'lumotlar klasteri 2,^[37] va natijada oxirgi klaster MAX raqamni oladi MAX + 1. Buning natijasida ma'lumotlar klasterining raqamlari 2 ... 4085 (0xFF5) FAT12 uchun, 2 ... 65525 (0xFFF5) FAT16 uchun va 2 ... 268435445 (0x0FFFFFF5) FAT32 uchun.

Shuning uchun kelajakda standartlashtirish uchun saqlangan yagona mavjud qiymatlar 0xFF6 (FAT12) va 0xFFF6 (FAT16). Quyida ta'kidlanganidek, "4085 dan kam" Linuxni amalga oshirish uchun ham ishlatiladi,^[46] yoki kabi Microsoft FAT spetsifikatsiyasi shunday deydi:^[10]

... deganda <= degani emas. Raqamlar to'g'ri ekanligini ham unutmang. FAT12 uchun birinchi raqam - 4085; FAT16 uchun ikkinchi raqam - 65525. Ushbu raqamlar va "<" belgilari noto'g'ri emas.

Parchalanish

FAT fayl tizimida yangi yozilgan fayllarni bo'limga tarqalishiga yo'l qo'ymaydigan o'rnatilgan mexanizmlar mavjud emas.^[49] Fayllar tez-tez yaratiladigan va o'chiriladigan yoki ularning uzunligi tez-tez o'zgarib turadigan jildlarda vaqt o'tishi bilan vosita tobora ko'proq parchalanib boradi.

FAT fayl tizimining dizayni disk tuzilmalarida hech qanday tashkiliy xarajatlarni keltirib chiqarmaydi yoki bo'sh joy hajmini ko'payishi bilan kamaytiradi parchalanish bilan sodir bo'lganidek tashqi parchalanish, qismli fayllarni o'qish va yozish uchun vaqt ko'payadi, chunki operatsion tizim FAT-dagi klaster zanjirlarini kuzatib borishi kerak (qismlar birinchi navbatda xotiraga, ayniqsa, katta hajmda yuklanishi kerak) va jismonan tarqalgan ma'lumotlarni o'qish kerak past darajadagi blokirovka qiluvchi qurilma drayverini ko'p tarmoqli diskni kiritish-chiqarish yoki katta DMA uzatishni boshlash imkoniyatini kamaytiradigan butun vosita, shu bilan I / U protokoli yukini, shuningdek qo'lning harakatlanishi va boshning disk drayveri ichida joylashish vaqtini samarali ravishda oshiradi. Bundan tashqari, fayl operatsiyalari sekinlashib boradi, chunki parchalanish kuchayib boradi, chunki operatsion tizim uchun fayllarni yoki bepul klasterlarni topish ko'proq vaqt talab etadi.

Boshqa fayl tizimlari, masalan, HPFS yoki exFAT, foydalaning bo'sh joyning bitmapalari bu ishlatilgan va mavjud bo'lgan klasterlarni bildiradi, keyin ularni tezda qo'shni hududlarni topish uchun tezda qidirib topish mumkin. Boshqa echim - bu barcha bepul klasterlarni bir yoki bir nechta ro'yxatlarga bog'lashdir (xuddi shunday bajarilganidek) Unix fayl tizimlari). Buning o'rniga, bepul klasterlarni topish uchun FATni massiv sifatida skanerlash kerak, bu esa katta disklar bilan ishlash jarimalariga olib kelishi mumkin.

Aslida katta kataloglardan fayllarni qidirish yoki FAT hajmidagi bo'sh disk maydonini hisoblash eng ko'p resurs talab qiladigan operatsiyalardan biri hisoblanadi, chunki bu katalog jadvallarini yoki hatto butun FATni chiziqli o'qishni talab qiladi. FAT12 va FAT16 jildlarida klasterlarning umumiy miqdori va ularning yozuvlari hajmi hali ham kichik bo'lganligi sababli, ko'pincha FAT12 va FAT16 jildlarida bunga toqat qilish mumkin edi, chunki yanada murakkab disk tuzilmalarini joriy etish kerak bo'ladi. shuningdek, FAT dastlab ishlab chiqilgan va optimallashtirilgan 128 KB yoki undan kam bo'lgan (masalan, DOS kabi) minimal xotira talablari bilan real rejimdagi operatsion tizimlarning murakkabligi va xotira hajmini oshirdi.

FAT32-ning kiritilishi bilan uzoq vaqt qidirish va skanerlash vaqtlari, ayniqsa juda katta hajmlarda aniqroq bo'ldi. Microsoft tomonidan tavsiya etilgan mumkin bo'lgan asos Raymond Chen Windows-da yaratilgan FAT32 bo'limlarining maksimal hajmini cheklash uchun "DIR"har doim bo'sh satrni oxirgi qator sifatida ko'rsatadigan operatsiya.^[50] Klasterlar soni oshgani sayin ushbu qatorni namoyish qilish uzoqroq va uzoq davom etdi. Shuning uchun FAT32 maxsus fayl tizimining axborot sektorini joriy qildi, u erda ilgari hisoblangan bo'sh joy quvvat tsikllari davomida saqlanib qoladi, shu sababli bo'sh joy hisoblagichini faqat olinadigan FAT32 formatlangan muhiti uni o'chirmasdan chiqarib yuborilganda yoki tizim o'chirilgandan keyingina qayta hisoblash kerak bo'ladi. operatsion tizim to'g'ri o'chirilmasdan o'chirilgan, muammo asosan oldindanATX - oddiy shaxsiy kompyuterlar, oddiy DOS tizimlarida va ba'zi bir batareyalar bilan ishlaydigan iste'mol tovarlari.

Kattaroq FAT bo'limlari tomonidan majbur qilingan ulkan klaster o'lchamlari (16 KB, 32 KB, 64 KB) bilan, ichki parchalanish tufayli diskdagi bo'shliqlar tufayli disk maydoni bo'shatiladi klaster o'sishi (chunki fayllar kamdan-kam klaster kattaligining aniq ko'paytmasi), ayniqsa juda ko'p kichik fayllar mavjud bo'lganda ham muammo tug'diradi.

FAT fayl tizimlari drayverlarini, blokirovka qiluvchi qurilmalar drayverlarini va diskdagi vositalarni amalga oshirishda turli xil optimallashtirish va o'zgartirishlar ishlab chiqilgan bo'lib, ular disk tizimidagi tuzilmalarning joylashishini o'zgartirmasdan fayl tizimiga xos dizayndagi ishlashdagi to'siqlarning ko'pini engib o'tish uchun mo'ljallangan.^[51][52] Ularni on-layn va off-layn usullarga ajratish va birinchi navbatda fayl tizimida parchalanishga yo'l qo'ymaslik, mavjud parchalanish bilan yaxshi kurashish uchun usullarni qo'llash va diskdagi tuzilmalarni qayta tartiblash va optimallashtirish orqali ishlash mumkin. Optimallashtirish mavjud bo'lganda, FAT hajmidagi ishlash ko'pincha amaliy stsenariylarda yanada murakkab fayl tizimlariga erishishi mumkin, shu bilan birga juda kichik yoki eski tizimlarda ham kirish imkoniyati ustunligini saqlab qoladi.

DOS 3.0 va undan yuqori versiyalari o'chirilgan fayllarning disk maydonini yangi ajratmalar uchun zudlik bilan qayta ishlatmaydi, aksincha ilgari o'chirilgan fayllarning disk maydonidan foydalanishni boshlashdan oldin avval foydalanilmagan joyni qidiradi. Bu faqat o'chirilgan fayllarning yaxlitligini imkon qadar uzoq vaqt saqlab qolishga yordam bermaydi, shuningdek fayllarni ajratilishini tezlashtiradi va parchalanishga yo'l qo'ymaydi, chunki oldin ajratilgan disk maydoni doimo birlashtirilmaydi va DOS buni har birida oxirgi ajratilgan klasterga ko'rsatgichni saqlash orqali amalga oshiradi. xotira hajmini o'rnatdi va FAT boshida emas, xuddi shu joydan yuqoriga qarab bo'sh joy qidirishni boshlaydi, chunki u hali ham DOS 2.x tomonidan bajarilgan.^[20] Agar FATning oxiri tugagan bo'lsa, u bo'sh joy topilmaguncha yoki bo'sh joy topilmasdan yana asl holatiga kelguniga qadar FAT boshida qidirishni davom ettiradi.^[20] Ushbu ko'rsatgichlar ishga tushirilgandan so'ng FATlarning boshlanishiga ishora qilish uchun boshlangan,^[20] ammo FAT32 jildlarida DOS 7.1 va undan yuqori versiyalari oxirgi pozitsiyani FS ma'lumot sektori.Bu mexanizm mag'lubiyatga uchradi, ammo agar dastur tez-tez vaqtinchalik fayllarni o'chirib tashlasa va operatsion tizim yaroqsiz ma'lumotlarning yaxlitligini saqlab qolishga harakat qilsa, natijada ko'proq parchalanishga olib keladi.^[20] Ba'zi DOS versiyalarida ushbu muammoni oldini olish uchun vaqtinchalik fayllarni yaratish uchun maxsus API funktsiyasidan foydalanish mumkin.

Bundan tashqari, o'chirilgan fayllarning katalog yozuvlari belgilanadi 0xE5 DOS 3.0 dan beri.^[11] DOS 5.0 va undan yuqori versiyalari ushbu yozuvlarni faqat avval foydalanilmagan katalog yozuvlari jadvalda ishlatilganda va tizim aks holda jadvalning o'zi kengaytirilishi kerak bo'lganda qayta foydalanishni boshlaydi.^[13]

DOS 3.3 dan beri operatsion tizim fayl operatsiyalari ish faoliyatini yaxshilash vositalarini taqdim etadi FASTOPEN yaqinda ochilgan fayllar yoki kataloglarning (MS-DOS / PC DOS) yoki xash jadvallarning (DR-DOS) turli shakllaridagi holatini kuzatib borish, bu fayllarni qidirish va ochilish vaqtlarini sezilarli darajada kamaytirishi mumkin. DOS 5.0-dan oldin bunday mexanizmlardan disklarni birlashtirish dasturi bilan birgalikda fayl tizimini yoki disk drayverlarini chetlab o'tishda alohida e'tibor talab etiladi.

Windows NT oldindan katta hajmdagi qo'shni maydonlarni tanlab, FAT-dagi fayllarga disk maydonini ajratadi, ammo ishlamay qolganda, qo'shilgan fayllar avval yozilganidan kattaroq bo'lib ko'rinadi, oxirida juda ko'p tasodifiy ma'lumotlar mavjud.

Boshqa yuqori darajadagi mexanizmlar kattaroq qismlarni yoki kerak bo'lganda ishga tushirilganda yoki talabga binoan to'liq FAT-ni o'qiydi va qayta ishlaydi va diskdagi tuzilmalardan farqli o'laroq hajmning fayl tuzilmalarining xotiradagi daraxt ko'rinishini dinamik ravishda yaratishi mumkin.^[51][52] Bu ko'plab bepul klasterlardan iborat hajmlarda FAT-ning tasviridan ham kamroq xotirani egallashi mumkin. Xususan, juda parchalangan yoki to'ldirilgan hajmlarda, FAT tasviri xotirada saqlansa ham, haqiqiy FAT bo'yicha chiziqli tekshiruvlarga qaraganda ancha tezlashadi. Shuningdek, sektor yoki trek darajasida emas, balki mantiqan yuqori darajadagi fayllar va klaster zanjirlarida ish olib borish, birinchi navbatda fayllarni bir qism bo'linishidan saqlanish yoki mahalliy fayllarni birlashtirish va katalog yozuvlarini qayta tartiblash asosida amalga oshiriladi. ularning nomlari yoki fonda kirish naqshlari.

Bilan bog'liq bo'lgan ba'zi muammolar parchalanish FAT fayl tizimlari, shuningdek, asosiy blokning ishlash cheklovlaridan kelib chiqadi qurilma drayverlari aniqroq ko'rinadigan bo'lib, sektorni buferlash va trekni blokirovka qilish / blokirovka qilish uchun kamroq xotira mavjud:

Bitta vazifali DOS-da ko'p tarmoqli o'qish va blokirovka qilish / blokirovka qilishni kuzatish uchun qoidalar mavjud bo'lsa, operatsion tizim va shaxsiy kompyuterning an'anaviy arxitekturasi (bir vaqtning o'zida faqat bitta ajoyib kirish / chiqish so'rovi va DMA o'tkazmalari yo'q ) dastlab dastur avvalgi qismlarni qayta ishlaganda keyingi ma'lumotlarni asenkron ravishda oldindan yuklash orqali parchalanishni engillashtiradigan mexanizmlarni o'z ichiga olmaydi. Bunday xususiyatlar keyinchalik paydo bo'ldi. Keyinchalik DOS versiyalari, shuningdek, kelajakdagi sektorni buferlashni qo'llab-quvvatladi va jismoniy yoki mantiqiy sektor darajasida ishlaydigan dinamik ravishda yuklanadigan disklarni keshlash dasturlari bilan ta'minlandi. EMS yoki XMS xotira va ba'zan moslashuvchan keshlash strategiyasini ta'minlaydi yoki hatto ishga tushiriladi himoyalangan rejim orqali DPMS yoki Yopish odatdagi DOS API-lari orqali emas, balki keshlangan ma'lumotlarga chiziqli xotirada to'g'ridan-to'g'ri kirish huquqini olish orqali ishlashni oshirish.

Yozish orqasida keshlash odatda dasturiy ta'minot va tizim o'rtasida apparat muhofazasi yo'qligi sababli osonlikcha ishdan chiqqanda yoki ishlamay qolganda ma'lumotlarni yo'qotish muammosini hisobga olgan holda Microsoft dasturiy ta'minotida (agar mavjud bo'lsa) sukut bo'yicha yoqilmadi.

Katalog jadvali

A katalog jadvali a ni ifodalovchi maxsus fayl turi katalog (papka sifatida ham tanilgan). Beri 86-DOS 0.42,^[53] uning ichida saqlangan har bir fayl yoki (MS-DOS 1.40 va PC DOS 2.0 dan beri) pastki katalog jadvaldagi 32 baytli yozuv bilan ifodalanadi. Har bir yozuvda ism, kengaytma, atributlar (Arxiv, katalog, yashirin, faqat o'qish, tizim va hajm), fayl / katalog ma'lumotlarining birinchi klasterining manzili, fayl / katalog hajmi va sanasi^[53] va (PC DOS 1.1 dan beri), shuningdek oxirgi modifikatsiya vaqti. 86-DOS-ning oldingi versiyalarida faqat 16 baytli katalog yozuvlari ishlatilgan bo'lib, 16 MB dan katta hajmdagi fayllarni va oxirgi o'zgartirish vaqtini qo'llab-quvvatlamagan.^[53]

Maxsus joylarni egallagan FAT12 va FAT16 fayl tizimlaridagi ildiz kataloglari jadvalidan tashqari Ildiz katalogi mintaqasi joylashuvi, barcha katalog jadvallari ma'lumotlar mintaqasida saqlanadi. Ma'lumotlar mintaqasida saqlanadigan katalogdagi yozuvlarning haqiqiy soni FAT tarkibidagi zanjirga yana bir klaster qo'shilishi bilan o'sishi mumkin.

FAT fayl tizimining o'zi pastki kataloglarni ajratish uchun bepul klasterlar mavjud bo'lganda subdirektor daraxtining chuqurligiga hech qanday cheklovlar qo'ymaydi, ammo MS-DOS / PC DOS-ning ichki joriy katalog tuzilishi (CDS) katalogning 66 belgigacha bo'lgan mutlaq yo'li (disk harfini o'z ichiga oladi, lekin NUL bayt ajratuvchisidan tashqari),^[5][6][7] shu bilan ilgari sodir bo'ladigan barcha kataloglarning maksimal qo'llab-quvvatlanadigan chuqurligini 32 ga qadar cheklash. Bir vaqtning o'zida DOS, Multiuser DOS va DR DOS 3.31 dan 6.0 gacha (1992-11 yilgi yangilanishlarni o'z ichiga olgan holda) ichki ishlaydigan kataloglarga mutlaq yo'llarni saqlamaydi va shuning uchun bu cheklovni ko'rsatmaydi.^[54] Xuddi shu narsa Atari GEMDOS-ga ham tegishli, ammo Atari Desktop 8 tagacha katalog darajalarini qo'llab-quvvatlamaydi. Ushbu kengaytmadan xabardor bo'lgan aksariyat dasturlar kamida 127 baytgacha bo'lgan yo'llarni qo'llab-quvvatlaydi. FlexOS, 4680 OS va 4690 OS 127 baytgacha bo'lgan uzunlikni qo'llab-quvvatlaydi, bu esa 60 darajaga qadar chuqurlikka imkon beradi.^[55] PalmDOS, DR DOS 6.0 (BDOS 7.1 dan beri) va undan yuqori versiyalar, Novell DOS va OpenDOS MS-DOS mos CD-larga ega va shuning uchun MS-DOS / PC DOS bilan bir xil uzunlik chegaralariga ega.

Har bir yozuvdan oldin qo'llab-quvvatlash uchun "soxta yozuvlar" bo'lishi mumkin VFAT uzun fayl nomi (LFN); quyida ko'rib chiqing.

DOS qisqa fayl nomlari uchun huquqiy belgilar quyidagilarni o'z ichiga oladi:

• Katta harflar A–Z
• Raqamlar 0–9
• Bo'sh joy (garchi asosiy nom yoki kengaytmadagi bo'sh joylar fayl nomining bir qismi emas, balki to'ldirilgan deb hisoblansa ham, bo'sh joy bo'lgan fayl nomlari Windows 95 dan oldin DOS buyruq satrida osongina ishlatilishi mumkin emas, chunki mos kelmasligi qochish tizimi ). Boshqa istisno - ichki buyruqlar MKDIR/Tibbiyot fanlari doktori va RMDIR/RD bitta argumentlarni qabul qiladigan va shuning uchun bo'shliqlarni kiritishga imkon beradigan DR-DOS ostida.
• ! # $ % & ' ( ) - @ ^ _ ` { } ~
• Belgilar 128–228
• Belgilar 230–255

Bu quyidagilarni istisno qiladi ASCII belgilar:

• " * / : < > ? \ |
  Windows / MS-DOS-da qobiq yo'q qochish xarakteri
• + , . ; = [ ]
  Faqat uzun fayl nomlarida ruxsat berilgan
• Kichik harflar a–z
  Sifatida saqlanadi A–Z; uzoq fayl nomlarida ruxsat berilgan
• 0–31 belgilarni boshqarish
• Belgilar 127 (DEL)

Belgilar 229 (0xE5) erkin kirish belgisi sifatida ishlatilganligi sababli DOS 1 va 2-dagi fayl nomidagi birinchi belgi sifatida foydalanishga ruxsat berilmagan. Ushbu cheklovni DOS 3.0 va undan yuqori versiyalari bilan chetlab o'tish uchun maxsus ish qo'shildi.

Atari-ning GEMDOS-da quyidagi qo'shimcha belgilarga ruxsat beriladi, ammo MS-DOS / PC DOS-lar bilan mos kelish uchun ulardan qochish kerak:

• " + , ; < = > [ ] |

Vergul (;) fayl nomlarida DR DOS 3.31 va undan yuqori versiyalari, PalmDOS, Novell DOS, OpenDOS, Concorrent DOS, Multiuser DOS, System Manager va REAL / 32 dan saqlanish kerak, chunki fayl va katalog parollarini ko'rsatish sintaksisga zid bo'lishi mumkin: "... DIRSPEC.EXT; DIRPWD FILESPEC.EXT; FILEPWD". Operatsion tizim bittasini o'chiradi^[54] (va ikkitasi - DR-DOS 7.02 dan beri) diskda saqlashdan oldin fayl nomlaridan nuqta-vergul va kutilayotgan parollar. (Buyruq protsessori 4DOS qo'shilgan ro'yxatlar uchun nuqta-verguldan foydalanadi va belgilash belgilarini qo'llab-quvvatlaydigan har qanday buyruqlar bilan parol bilan himoyalangan fayllar uchun vergulni ikki baravar oshirishni talab qiladi.^[54])

Belgilar belgisi (@) ko'plab DR-DOS, PalmDOS, Novell DOS, OpenDOS va Multiuser DOS, System Manager va REAL / 32 buyruqlari, shuningdek 4DOS tomonidan fayllar ro'yxatlari uchun ishlatiladi va shuning uchun ba'zan fayl nomlarida foydalanish qiyin bo'lishi mumkin.^[54]

Multiuser DOS va REAL / 32 ostida, undov belgisi (!) Haqiqiy fayl belgisi emas, chunki u bitta buyruq satrida bir nechta buyruqlarni ajratish uchun ishlatiladi.^[54]

IBM 4680 OS va 4690 OS ostida fayl nomlarida quyidagi belgilarga yo'l qo'yilmaydi:

• ? * : . ; , [ ] ! + = < > " - / \ |

Bundan tashqari, fayl nomining birinchi, to'rtinchi, beshinchi va sakkizta belgilarida quyidagi maxsus belgilarga yo'l qo'yilmaydi, chunki ular xost buyrug'i protsessori (HCP) va kirish ketma-ketligi jadvali fayl nomlari bilan zid keladi:

• @ # ( ) { } $ &

DOS fayl nomlari joriy OEM belgilar to'plami: agar berilgan kod sahifasi uchun bitta usul bilan ishlangan belgilar boshqa kod sahifasi uchun turlicha talqin qilinsa (bu DOS buyrug'i) hayratlanarli ta'sirga ega bo'lishi mumkin. CHCP) kichik va katta harflarga, saralashga yoki fayl nomining belgi sifatida haqiqiyligiga nisbatan.

Katalogga kirish

Microsoft uzoq fayl nomlari va vaqt markalarini, baytlarni yaratish / kirish uchun qo'llab-quvvatlashni qo'shmasdan oldin 0x0C–0x15 katalog yozuvidan boshqa operatsion tizimlar tomonidan qo'shimcha metama'lumotlarni saqlash uchun foydalanilgan, xususan, Digital Research oilasining operatsion tizimlari fayl parollarini, kirish huquqlarini, egasining identifikatorlarini va fayllarni o'chirish ma'lumotlarini u erda saqlagan. Microsoft-ning yangi kengaytmalari sukut bo'yicha ushbu kengaytmalarga to'liq mos kelmasa-da, ularning aksariyati uchinchi tomon FAT dasturlarida (hech bo'lmaganda FAT12 va FAT16 jildlarida) bir vaqtda yashashi mumkin.

Ildiz katalogi mintaqasida ham, pastki kataloglarda ham 32 baytli katalog yozuvlari quyidagi formatda (shuningdek qarang 8.3 fayl nomi ):

The FlexOS - operatsion tizimlarga asoslangan IBM 4680 OS va IBM 4690 OS support unique distribution attributes stored in some bits of the previously reserved areas in the directory entries:^[68]

1. Local: Don't distribute file but keep on local controller only.^{[nb 14]}
2. Mirror file on update: Distribute file to server only when file is updated.
3. Mirror file on close: Distribute file to server only when file is closed.
4. Compound file on update: Distribute file to all controllers when file is updated.
5. Compound file on close: Distribute file to all controllers when file is closed.^[69]

Some incompatible extensions found in some operating systems include:

VFAT uzun fayl nomlari

FAT32 directory structure with three files, two of which use VFAT long file names.

VFAT Long File Names (LFNs) are stored on a FAT file system using a trick: adding additional entries into the directory before the normal file entry. The additional entries are marked with the Volume Label, System, Hidden, and Read Only attributes (yielding 0x0F), which is a combination that is not expected in the MS-DOS environment, and therefore ignored by MS-DOS programs and third-party utilities. Notably, a directory containing only volume labels is considered as empty and is allowed to be deleted; such a situation appears if files created with long names are deleted from plain DOS. This method is very similar to the DELWATCH method to utilize the volume attribute to hide pending delete files for possible future undeletion since DR DOS 6.0 (1991) and higher. It is also similar to a method publicly discussed to store long filenames on Ataris and under Linux in 1992.^[70][71]

Because older versions of DOS could mistake LFN names in the root directory for the volume label, VFAT was designed to create a blank volume label in the root directory before adding any LFN name entries (if a volume label did not already exist).^{[nb 13]}

Each phony entry can contain up to 13 UCS-2 characters (26 bytes) by using fields in the record which contain file size or time stamps (but not the starting cluster field, for compatibility with disk utilities, the starting cluster field is set to a value of 0. See 8.3 fayl nomi for additional explanations). Up to 20 of these 13-character entries may be chained, supporting a maximum length of 255 UCS-2 characters.^[61]

Oxirgisidan keyin UCS-2 belgi, a 0x0000 qo'shiladi. The remaining unused characters are filled with 0xFFFF.

LFN entries use the following format:

If there are multiple LFN entries required to represent a file name, the entry representing the oxiri of the filename comes first. The sequence number of this entry has bit 6 (0x40) set to represent that it is the last logical LFN entry, and it has the highest sequence number. The sequence number decreases in the following entries. The entry representing the boshlang of the filename has sequence number 1. A value of 0xE5 is used to indicate that the entry is deleted.

On FAT12 and FAT16 volumes, testing for the values at 0x1A to be zero and at 0x1C to be non-zero can be used to distinguish between VFAT LFNs and pending delete files under DELWATCH.

For example, a filename like "File with very long filename.ext" would be formatted like this:

A summa also allows verification of whether a long file name matches the 8.3 name; such a mismatch could occur if a file was deleted and re-created using DOS in the same directory position. The checksum is calculated using the algorithm below. (pFCBName is a pointer to the name as it appears in a regular directory entry, i.e. the first eight characters are the filename, and the last three are the extension. The dot is implicit. Any unused space in the filename is padded with space characters (ASCII 0x20). For example, "Readme.txt" would be "README␠␠TXT".)

imzosiz char lfn_checksum(konst imzosiz char *pFCBName){   int men;   imzosiz char sum = 0;   uchun (men = 11; men; men--)      sum = ((sum & 1) << 7) + (sum >> 1) + *pFCBName++;   qaytish sum;}

If a filename contains only lowercase letters, or is a combination of a lowercase asosiy ism katta harf bilan kengaytma, or vice versa; and has no special characters, and fits within the 8.3 limits, a VFAT entry is not created on Windows NT and later versions of Windows such as XP. Instead, two bits in byte 0x0C of the directory entry are used to indicate that the filename should be considered as entirely or partially lowercase. Specifically, bit 4 means lowercase kengaytma and bit 3 lowercase asosiy ism, which allows for combinations such as "example.TXT"yoki"HELLO.txt"lekin emas"Mixed.txt". Few other operating systems support it. This creates a backwards-compatibility problem with older Windows versions (Windows 95 / 98 / 98 SE / ME) that see all-uppercase filenames if this extension has been used, and therefore can change the name of a file when it is transported between operating systems, such as on a USB flash drive. Current 2.6.x versions of Linux will recognize this extension when reading (source: kernel 2.6.18 /fs/fat/dir.c va fs/vfat/namei.c); the mount option shortname determines whether this feature is used when writing.^[72]

Shuningdek qarang

• Fayl tizimlarini taqqoslash
• Drayv xatini tayinlash
• exFAT
• Kengaytirilgan yuklash yozuvi (EBR)
• FAT fayl tizimi va Linux
• Fayl tizimlari ro'yxati
• Master Boot Record (MBR)
• Bo'lim turi
• DOS operatsion tizimlarining xronologiyasi
• Transaction-safe FAT fayl tizimi
• Turbo FAT
• Volume Boot Record (VBR)

Izohlar

Adabiyotlar

Tashqi havolalar

• ECMA-107 Ma'lumot almashish uchun disk kartridjlarining hajmi va fayl tuzilishi, ISO / IEC 9293 bilan bir xil.
• Microsoft kengaytirilgan dasturiy ta'minot tashabbusi FAT32 fayl tizimining spetsifikatsiyasi, FAT: Diskdagi formatga umumiy nuqtai
• FAT32 fayl tizimlarini tushunish (o'rnatilgan dasturiy ta'minot ishlab chiquvchilari uchun tushuntirilgan)
• FAT haqida tushuncha shu jumladan LFNlar haqida ko'plab ma'lumotlar
• FAT yuklash sektorini batafsil tushuntirish: Microsoft Bilimlar bazasi 140418-modda
• FAT32 fayl tizimining tavsifi: Microsoft Bilimlar bazasi 154997-modda
• * Nix uchun FAT12 / FAT16 / FAT32 fayl tizimini amalga oshirish: Libfat kutubxonalari va fusefat, FUSE fayl tizimining drayveri
• MS-DOS: Katalog va katalogning cheklovlari: Microsoft Bilimlar bazasi 39927-modda
• FAT, HPFS va NTFS fayl tizimlariga umumiy nuqtai: Microsoft Bilimlar bazasi 100108-modda
• FAT fayl tizimlarining hajmi va fayl hajmi chegaralari: Microsoft Technet, nusxasi Internet-arxivni qaytarish mashinasi
• Microsoft TechNet: FAT32 ning qisqacha va to'liq bo'lmagan tarixi tomonidan Raymond Chen
• FAT32 formatlashtiruvchisi: dan kattaroq hajmlarni formatlashga imkon beradi 32 GB ostida FAT32 bilan Windows 2000, Windows XP va Windows Vista
• Fdisk kattaroq qattiq disklarning to'liq hajmini tan olmaydi 64 GB: Microsoft Bilimlar bazasi 263044-modda.
• Microsoft Windows XP: FAT32 fayl tizimi. Nusxasi Internet-arxivni qaytarish mashinasi Microsoft veb-saytida mavjud bo'lmagan FAT32 dagi limitlarning qisqacha mazmuni bo'lgan maqola.
• FAT16 diskini vizual joylashuvi