如果你開發(fā)過(guò)USB相關(guān)項(xiàng)目，理解USB的一些基本概念，例如設(shè)備描述符、配置描述符、子類規(guī)范等，那么開發(fā)U盤只要概念清晰應(yīng)該不難。以下是我開發(fā)過(guò)程中的幾個(gè)相關(guān)步驟：

保證USB 芯片正常工作，用其他USB成功項(xiàng)目驗(yàn)證硬件連接及固件的正確性, 按Mass Storage協(xié)議Bulk-Only 模式提供描述符，使PC 機(jī)控制面板上設(shè)備類型出現(xiàn)Mass Storage Device響應(yīng)SCSI指令集中Inquiry 命令，可以出現(xiàn)盤符, 實(shí)現(xiàn)FAT16文件系統(tǒng)處理SCSI命令集中READ命令及其他UFI命令，可以訪問(wèn)盤符處理SCSI命令集中WRITE命令, U盤開發(fā)成功開發(fā)U盤有三個(gè)工具軟件應(yīng)該必備：USBVIEW 察看設(shè)備描述符，端點(diǎn)測(cè)試等;BUSHOUND 截取USB總線數(shù)據(jù)，可分析UFI命令及U盤返回的數(shù)據(jù)流;串口助手可實(shí)時(shí)了解U盤所收命令流及程序流程, 由于每個(gè)人知識(shí)面不同，我想實(shí)現(xiàn)上面的幾個(gè)步驟遇到的問(wèn)題也不一樣。對(duì)我最大的困惑是實(shí)現(xiàn)FAT16文件系統(tǒng)，直到在微軟網(wǎng)站找到它的白皮書才算解惑。這里簡(jiǎn)介一下方便大家有的放矢。

USB 組織定義了海量存儲(chǔ)設(shè)備類(Mass Storage Class)的規(guī)范，這個(gè)類規(guī)范包括四個(gè)獨(dú)立的子類規(guī)范，

即：

1. USB Mass Storage Class Control/Bulk/Interrupt (CBI) Transport

2. USBMass Storage Class Bulk-Only Transport

3. USB Mass Storage Class ATA Command Block

4.USB Mass Storage Class UFI Command Specification。

前兩個(gè)子規(guī)范定義了數(shù)據(jù)/命令/狀態(tài)在USB 上的傳輸方法。Bulk-Only 傳輸規(guī)范僅僅使用Bulk 端點(diǎn)傳送數(shù)據(jù)/命令/狀態(tài)，CBI 傳輸規(guī)范則使用Control/Bulk/Interrupt三種類型的端點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)/命令/狀態(tài)傳送。后兩個(gè)子規(guī)范則定義了存儲(chǔ)介質(zhì)的操作命令。ATA 命令規(guī)范用于硬盤，UFI 命令規(guī)范是針對(duì)USB 移動(dòng)存儲(chǔ)。Windows95 OSR2和Windows 98開始支持FAT32 文件系統(tǒng)，它是對(duì)早期DOS的FAT16文件系統(tǒng)的增強(qiáng)，由于文件系統(tǒng)的核心--文件分配表FAT由16位擴(kuò)充為32位，所以稱為FAT32文件系統(tǒng)。在一邏輯盤(硬盤的一分區(qū))超過(guò) 512 兆字節(jié)時(shí)使用這種格式，會(huì)更高效地存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，減少硬盤空間的浪費(fèi)，一般還會(huì)使程序運(yùn)行加快，使用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源更少，因此是使用大容量硬盤存儲(chǔ)文件的極有效的系統(tǒng)。本人對(duì)Windows 98下的FAT32 文件系統(tǒng)做了分析實(shí)驗(yàn)，總體上與FAT16文件系統(tǒng)變化不大，現(xiàn)將有關(guān)變化部分簡(jiǎn)介如下：

(一)FAT32 文件系統(tǒng)將邏輯盤的空間劃分為三部分，依次是引導(dǎo)區(qū)(BOOT區(qū))、文件分配表區(qū)(FAT區(qū))、數(shù)據(jù)區(qū)(DATA區(qū))。引導(dǎo)區(qū)和文件分配表區(qū)又合稱為系統(tǒng)區(qū)。

(二)引導(dǎo)區(qū)從第一扇區(qū)開始，使用了三個(gè)扇區(qū)，保存了該邏輯盤每扇區(qū)字節(jié)數(shù)，每簇對(duì)應(yīng)的扇區(qū)數(shù)等等重要參數(shù)和引導(dǎo)記錄。之后還留有若干保留扇區(qū)。而FAT16文件系統(tǒng)的引導(dǎo)區(qū)只占用一個(gè)扇區(qū)，沒(méi)有保留扇區(qū)。

(三)文件分配表區(qū)共保存了兩個(gè)相同的文件分配表，因?yàn)槲募加玫拇鎯?chǔ)空間(簇鏈)及空閑空間的管理都是通過(guò)FAT實(shí)現(xiàn)的，F(xiàn)AT如此重要，保存兩個(gè)以便第一個(gè)損壞時(shí)，還有第二個(gè)可用。文件系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)區(qū)的存儲(chǔ)空間是按簇進(jìn)行劃分和管理的，簇是空間分配和回收的基本單位，即，一個(gè)文件總是占用若干個(gè)整簇，文件所使用的最后一簇剩余的空間就不再使用，而是浪費(fèi)掉了。從統(tǒng)計(jì)學(xué)上講，平均每個(gè)文件浪費(fèi)0.5簇的空間，簇越大，存儲(chǔ)文件時(shí)空間浪費(fèi)越多，利用率越低。因此，簇的大小決定了該盤數(shù)據(jù)區(qū)的利用率。FAT16系統(tǒng)簇號(hào)用16位二進(jìn)制數(shù)表示，從0002H到FFEFH個(gè)可用簇號(hào)(FFF0H到FFFFH另有定義,用來(lái)表示壞簇，文件結(jié)束簇等)，允許每一邏輯盤的數(shù)據(jù)區(qū)最多不超過(guò)FFEDH(65518)個(gè)簇。FAT32系統(tǒng)簇號(hào)改用32位二進(jìn)制數(shù)表示，大致從00000002H到FFFFFEFFH個(gè)可用簇號(hào)。FAT表按順序依次記錄了該盤各簇的使用情況，是一種位示圖法。每簇的使用情況用32位二進(jìn)制填寫，未被分配的簇相應(yīng)位置寫零;壞簇相應(yīng)位置填入特定值;已分配的簇相應(yīng)位置填入非零值，具體為：如果該簇是文件的最后一簇，填入的值為FFFFFF0FH，如果該簇不是文件的最后一簇，填入的值為該文件占用的下一個(gè)簇的簇號(hào)，這樣，正好將文件占用的各簇構(gòu)成一個(gè)簇鏈，保存在FAT表中。0000000H、00000001H兩簇號(hào)不使用，其對(duì)應(yīng)的兩個(gè)DWORD位置(FAT表開頭的8個(gè)字節(jié))用來(lái)存放該盤介質(zhì)類型編號(hào)。FAT表的大小就由該邏輯盤數(shù)據(jù)區(qū)共有多少簇所決定，取整數(shù)個(gè)扇區(qū)。

(四)FAT32系統(tǒng)一簇對(duì)應(yīng)8個(gè)邏輯相鄰的扇區(qū)，理論上，這種用法所能管理的邏輯盤容量上限為16TB(16384GB)，容量大于16TB時(shí)，可以用一簇對(duì)應(yīng)16個(gè)扇區(qū)，依此類推。FAT16系統(tǒng)在邏輯盤容量介于128MB到256MB時(shí)，一簇對(duì)應(yīng)8個(gè)扇區(qū)，容量介于256MB到512MB時(shí)，一簇對(duì)應(yīng)16個(gè)扇區(qū)，容量介于512MB到1GB時(shí)，一簇對(duì)應(yīng)32個(gè)扇區(qū)，容量介于1GB到2GB時(shí)，一簇對(duì)應(yīng)32個(gè)扇區(qū)，超出2GB的部分無(wú)法使用。顯然，對(duì)于容量大于512MB的邏輯盤，采用FAT32的簇比采用FAT16的簇小很多，大大減少了空間的浪費(fèi)。但是，對(duì)于容量小于512MB的盤，采用FAT32雖然一簇8個(gè)扇區(qū)，比使用FAT16一簇16個(gè)扇區(qū)，簇有所減小，但FAT32的FAT表較大，占用空間較多，總數(shù)據(jù)區(qū)被減少，兩者相抵，實(shí)際并不能增加有效存儲(chǔ)空間，所以微軟建議對(duì)小于512M的邏輯盤不使用FAT32。另外，對(duì)于使用FAT16文件系統(tǒng)的用戶提一建議，硬盤分區(qū)時(shí)，不要將分區(qū)(邏輯盤)容量正好設(shè)為某一區(qū)間的下限，例：將一邏輯盤容量設(shè)為1100M(稍大于1024M)，則使用時(shí)其有效存儲(chǔ)容量比分區(qū)為950M的一般還少，因其簇大一倍，浪費(fèi)的空間較多。還有，使用FDISK等對(duì)分區(qū)指定容量時(shí)，由于對(duì)1MB的定義不一樣(標(biāo)準(zhǔn)的二進(jìn)制的1MB為1048576B，有的系統(tǒng)將1MB理解為1000000B，1000KB等),及每個(gè)分區(qū)需從新磁道開始等因素，實(shí)際分配的容量可能稍大于指定的容量，亦需注意掌握。

(五)根目錄區(qū)(ROOT區(qū))不再是固定區(qū)域、固定大小，可看作是數(shù)據(jù)區(qū)的一部分。因?yàn)楦夸浺迅臑楦夸浳募?，采用與子目錄文件相同的管理方式，一般情況下從第二簇開始使用，大小視需要增加，因此根目錄下的文件數(shù)目不再受最多512的限制。FAT16文件系統(tǒng)的根目錄區(qū)(ROOT區(qū))是固定區(qū)域、固定大小的，是從FAT區(qū)之后緊接著的32個(gè)扇區(qū)，最多保存512個(gè)目錄項(xiàng)，作為系統(tǒng)區(qū)的一部分。

(六)目錄區(qū)中的目錄項(xiàng)變化較多，一個(gè)目錄項(xiàng)仍占32字節(jié)，可以是文件目錄項(xiàng)、子目錄項(xiàng)、卷標(biāo)項(xiàng)(僅跟目錄有)、已刪除目錄項(xiàng)、長(zhǎng)文件名目錄項(xiàng)等。目錄項(xiàng)中原來(lái)在DOS下保留未用的10個(gè)字節(jié)都有了新的定義，全部32字節(jié)的定義如下：

(1) 0-- 7字節(jié) 文件正名。

(2) 8--10字節(jié) 文件擴(kuò)展名。

(3) 11字節(jié) 文件屬性，按二進(jìn)制位定義，最高兩位保留未用，0至5位分別是只讀位、隱藏位、系統(tǒng)位、卷標(biāo)位、子目錄位、歸檔位。

(4) 12--13字節(jié) 僅長(zhǎng)文件名目錄項(xiàng)用，用來(lái)存儲(chǔ)其對(duì)應(yīng)的短文件名目錄項(xiàng)的文件名字節(jié)校驗(yàn)和等。

(5) 14--15字節(jié) 24位二進(jìn)制的文件建立時(shí)間，其中的高5位為小時(shí)，次6位為分鐘。

(6) 16--17字節(jié) 16位二進(jìn)制的文件建立日期，其中的高7位為相對(duì)于1980年的年份值，次4位為月份，后5位為月內(nèi)日期。

(7) 18--19字節(jié) 16位二進(jìn)制的文件最新訪問(wèn)日期，定義同(6)。

(8) 20--21字節(jié) 起始簇號(hào)的高16位。

(9) 22--23字節(jié) 16位二進(jìn)制的文件最新修改時(shí)間，其中的高5位為小時(shí)，次6位為分鐘，后5位的二倍為秒數(shù)。

(10)24--25字節(jié) 16位二進(jìn)制的文件最新修改日期，定義同(6)。

(11)26--27字節(jié) 起始簇號(hào)的低16位。

(12)28--31字節(jié) 32位的文件字節(jié)長(zhǎng)度。

其中第(4)至(8)項(xiàng)為以后陸續(xù)定義的。 對(duì)于子目錄項(xiàng)，其(12)為零;已刪除目錄項(xiàng)的首字節(jié)值為E5H。在可以使用長(zhǎng)文件名的FAT32系統(tǒng)中，文件目錄項(xiàng)保存該文件的短文件名，長(zhǎng)文件名用若干個(gè)長(zhǎng)文件名目錄項(xiàng)保存，長(zhǎng)文件名目錄項(xiàng)倒序排在文件短目錄項(xiàng)前面，全部是采用雙字節(jié)內(nèi)碼保存的，每一項(xiàng)最多保存十三個(gè)字符內(nèi)碼，首字節(jié)指明是長(zhǎng)文件名的第幾項(xiàng),11字節(jié)一般為0FH，12字節(jié)指明類型，13字節(jié)為校驗(yàn)和，26--27字節(jié)為零。

(七)以前版本的 Windows 和DOS與 FAT32 不兼容，不能識(shí)別FAT32分區(qū)，有些程序也依賴于FAT16文件系統(tǒng)，不能和 FAT32 驅(qū)動(dòng)器一道工作。將硬盤轉(zhuǎn)換為 FAT32，就不能再用雙引導(dǎo)運(yùn)行以前版本的Windows(Windows 95 [Version 4.00.950]、Windows NT 3.x、Windows NT 4.0 和 Windows 3.x)。

磁盤結(jié)構(gòu)綜述

1.硬盤結(jié)構(gòu)

硬盤的內(nèi)部是由圓形金屬片堆疊起來(lái)的，每個(gè)盤片的兩面都有一個(gè)磁頭(Head)負(fù)責(zé)讀寫這個(gè)磁面(Side)，在每個(gè)磁面上劃分了一圈一圈的同心圓，叫做柱面(Cylinder)對(duì)于軟盤通常稱之為磁道，在每個(gè)柱面中又劃分了若干段，稱之為扇區(qū)(Sector)。由于技術(shù)的發(fā)展，硬盤的密度越來(lái)越大，使得硬盤的實(shí)際盤片數(shù)越來(lái)越少，對(duì)磁盤操作的柱面、磁頭、扇區(qū)被硬盤控制器內(nèi)部轉(zhuǎn)換，已經(jīng)不是實(shí)際的柱面、磁頭、扇區(qū)了。由于最早時(shí)磁盤存取系統(tǒng)估計(jì)不足，傳輸數(shù)據(jù)時(shí)只給扇區(qū)留了6位，柱面留了10位，磁頭留了8位。也就是說(shuō)，柱面最大只能為1023。但是大硬盤的柱面遠(yuǎn)大于這個(gè)數(shù)，所以后來(lái)就采用將柱面數(shù)減少，將磁頭數(shù)增加的方式來(lái)滿足磁盤尋址的要求，對(duì)于實(shí)際地址的轉(zhuǎn)換在BIOS中進(jìn)行，這叫邏輯塊尋址方式(Logical Block Addressing,LBA)硬盤中有關(guān)柱面、磁頭、扇區(qū)的數(shù)據(jù)都是以此為基準(zhǔn)的。

2.分區(qū)結(jié)構(gòu)

眾多的文件數(shù)據(jù)存放在磁盤上，需要有組織，這就形成了文件系統(tǒng)。但是各個(gè)操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)都不盡相同，為了劃分管理文件系統(tǒng)，在現(xiàn)在的PC機(jī)上都采用通用的分區(qū)結(jié)構(gòu)。分區(qū)機(jī)構(gòu)是這樣的：硬盤的以一個(gè)扇區(qū)(就是0柱面0磁頭1扇區(qū))叫主引導(dǎo)扇區(qū)(Main Boot Record,MBR)，存放著引導(dǎo)程序和主分區(qū)表(Main Partition Table)和結(jié)束標(biāo)志“55AA”。一般稱的分區(qū)表即是主分區(qū)表。一個(gè)分區(qū)表最多可包含四個(gè)分區(qū)表項(xiàng)，每個(gè)分區(qū)表項(xiàng)中標(biāo)示著一個(gè)分區(qū)信息或一個(gè)擴(kuò)展分區(qū)表的位置，而擴(kuò)展分區(qū)表中可能還有擴(kuò)展分區(qū)表，這就形成了一個(gè)鏈狀結(jié)構(gòu)，可以記錄很多個(gè)分區(qū)。 C語(yǔ)言定義如下

typedef struct

{

char bootcode[0x1be]; //啟動(dòng)代碼

PartitionTable PT[4]; //分區(qū)表

word EndingFlag; //結(jié)束標(biāo)識(shí)

}MBR;

分區(qū)表項(xiàng)的如下：

typedef struct

{

byte BootFlag; //啟動(dòng)標(biāo)志

CHS StartCHS; //分區(qū)開始的柱面、磁頭、扇區(qū)

byte SystemID; //分區(qū)類型

CHS EndCHS; //分區(qū)結(jié)束的柱面、磁頭、扇區(qū)

dword RelativeSectors; //分區(qū)相對(duì)扇區(qū)數(shù)，指分區(qū)相對(duì)于記錄該分區(qū)的分區(qū)表的扇區(qū)位置之差

dword TotalSectors;//分區(qū)總扇區(qū)數(shù)

}PartitionTable;

其中CHS為一個(gè)柱面、磁頭、扇區(qū)的結(jié)構(gòu)，定義如下:

struct CHS

{

byte Head; //磁頭

byte Sector:6; //扇區(qū)

byte CyH2:2; //柱面的高兩位

byte CyL8; //柱面的低八位

};

word Cylinder()

{

return (word(CyH2)*256+CyL8);

} //返回柱面值

void SetCylinder(word Cylinder) //設(shè)置柱面值

{

CyH2=(Cylinder>>8)&0x3;

CyL8=(Cylinder&0xff);

}

};

其中分區(qū)類型是對(duì)應(yīng)于各種文件系統(tǒng)統(tǒng)一編排的一個(gè)代碼。比如06H是大于32M的FAT16分區(qū)的標(biāo)志,05H是擴(kuò)展分區(qū)的標(biāo)志,等等。一般的，對(duì)于DOS/Windows3.x/Windows95/98的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，第一個(gè)分區(qū)表項(xiàng)記錄著DOS主分區(qū)(C盤)的信息，而且是可以啟動(dòng)的，第二個(gè)分區(qū)表項(xiàng)一般是擴(kuò)展分區(qū)，在這個(gè)擴(kuò)展分區(qū)表項(xiàng)所指向的分區(qū)表中又是一個(gè)Dos主分區(qū)(D盤)和一個(gè)擴(kuò)展分區(qū)，依次類推。而在絕大部分系統(tǒng)中Dos主分區(qū)(C盤)是從0柱面1磁頭1扇區(qū)開始的。(有些機(jī)器在這個(gè)位置有個(gè)小分區(qū)，專門用來(lái)管理啟動(dòng)或機(jī)器設(shè)置，之后才是C盤的分區(qū))

3.FAT文件系統(tǒng)

FAT文件系統(tǒng)(FAT12/FAT16/FAT32)是從DOS發(fā)展過(guò)來(lái)的一種文件系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單易用，并被多種操作系統(tǒng)支持。(目前支持FAT32的操作系統(tǒng)還不多)FAT文件系統(tǒng)名稱后的數(shù)字是標(biāo)識(shí)文件中系統(tǒng)一個(gè)分配單元所需的位(bit)數(shù)。一個(gè)FAT12/16文件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是這樣的：引導(dǎo)扇區(qū) 第一文件分配表 第二文件分配表 根目錄 數(shù)據(jù)區(qū)

(1).引導(dǎo)扇區(qū)

引導(dǎo)扇區(qū)是文件系統(tǒng)的第一個(gè)扇區(qū)，其中包含分區(qū)重要的數(shù)據(jù)信息——BPB(BIOS Paramenter Block-磁盤參數(shù)表)。磁盤參數(shù)表中包含分區(qū)總大小、磁盤參數(shù)等重要信息。其C語(yǔ)言定義為：

typedef struct

{

word SectorBytes; //每扇區(qū)字節(jié)數(shù)

byte SectorsPerCluster; //每簇扇區(qū)數(shù)

word ReservedSectors; //保留扇區(qū)數(shù)

byte NbrFat; //FAT的個(gè)數(shù)

word RootEntry; //根目錄項(xiàng)數(shù)

word TotalSectors; //分區(qū)總扇區(qū)數(shù)(分區(qū)小于32M時(shí))

byte Media; //分區(qū)介質(zhì)標(biāo)識(shí)

word SectorsPerFAT; //每個(gè)FAT占的扇區(qū)數(shù)

word SectorsPerTrack; //每道扇區(qū)數(shù)

word Heads; //磁頭數(shù)

dword HiddenSectors; //隱含扇區(qū)數(shù)

dword BigTotalSectors; //分區(qū)總扇區(qū)數(shù)(分區(qū)大于32M時(shí))

}BPB_FAT16;

其中保留扇區(qū)數(shù)為從分區(qū)開始到第一個(gè)FAT表開始中間的扇區(qū)數(shù)。隱含扇區(qū)數(shù)同分區(qū)表中的隱含扇區(qū)數(shù)含義相同。雖然存在FAT個(gè)數(shù)的定義，但現(xiàn)在的FAT12/16系統(tǒng)基本上沒(méi)有除2以外的值。因而一般不考慮其他情況。根目錄項(xiàng)數(shù)是指根目錄總共能容納下的目錄的項(xiàng)數(shù)。一個(gè)目錄項(xiàng)占32個(gè)字節(jié)，所以一個(gè)扇區(qū)有512/32=16個(gè)目錄項(xiàng)。用這個(gè)值除以16就是根目錄所占的扇區(qū)數(shù)。分區(qū)總扇區(qū)數(shù)在分區(qū)大于32M時(shí)已經(jīng)超過(guò)65535，兩個(gè)字節(jié)已經(jīng)無(wú)法表示，因此在大于32M的分區(qū)中TotalSector總是等于零，而將實(shí)際的數(shù)放在BigTotalSectors中。分區(qū)介質(zhì)標(biāo)識(shí)是確定BPB有效的標(biāo)志。它必須與FAT表中第一個(gè)字節(jié)的分區(qū)介質(zhì)標(biāo)識(shí)統(tǒng)一。硬盤的分區(qū)介質(zhì)標(biāo)識(shí)為0F8h,如果這個(gè)標(biāo)識(shí)不對(duì)或者與FAT不統(tǒng)一則將會(huì)出“Invalid media type”的錯(cuò)誤。

SectorsPerFAT是每個(gè)FAT所占的扇區(qū)數(shù)。系統(tǒng)根據(jù)分區(qū)起始地址+保留扇區(qū)數(shù)+每個(gè)FAT所占扇區(qū)數(shù)*FAT個(gè)數(shù)+根目錄項(xiàng)數(shù)/16來(lái)確定數(shù)據(jù)區(qū)開始的位置，然后由這個(gè)位置+簇號(hào)*每簇扇區(qū)數(shù)來(lái)最終確定數(shù)據(jù)在硬盤扇的具體位置。

(2)文件分配表

文件分配表是文件在磁盤上分布的信息。FAT文件系統(tǒng)將數(shù)據(jù)區(qū)按每簇扇區(qū)數(shù)為單位劃分成一個(gè)一個(gè)單元，每個(gè)單元是文件分配的最小單位。這個(gè)單元就稱為簇。一些大的文件可能占用了很多簇，而且在磁盤上沒(méi)有連續(xù)存放。FAT表就是為了確定文件每個(gè)簇的連接關(guān)系而設(shè)的。FAT表的每一項(xiàng)都對(duì)應(yīng)著數(shù)據(jù)區(qū)的一個(gè)簇，F(xiàn)AT16的FAT表每一項(xiàng)占16位，也就是兩個(gè)字節(jié)。每一項(xiàng)的內(nèi)容表示其對(duì)應(yīng)簇的分配情況，0表示尚未分配;FFF0h~FFF6h為備用;FFF7h表示壞簇，即該簇中磁盤有損壞;FFF8h~FFFF表示文件結(jié)束;其他值則表示當(dāng)前簇的下一簇的簇號(hào)。FAT表的最前面兩項(xiàng)是不用的，因此第一個(gè)數(shù)據(jù)簇的簇號(hào)為2。FAT表第一個(gè)字節(jié)也是分區(qū)介質(zhì)類型，和BPB中的一樣。因此用“F8 FF FF”可以作為硬盤FAT起始的標(biāo)志。絕大多數(shù)FAT系統(tǒng)有兩個(gè)FAT表，第二個(gè)FAT表又稱為后備文件分配表。系統(tǒng)內(nèi)部完成后備文件分配表與第一文件分配表的統(tǒng)一。本文討論的完全恢復(fù)是基于后備文件分配表沒(méi)有被破壞的情況下的恢復(fù)，如果兩個(gè)文件分配表都被損壞，理論上就無(wú)法完全確定文件信息，因此無(wú)法完全恢復(fù)。

(3)根目錄

FAT12/16的根目錄是單獨(dú)列出來(lái)的，在后備文件分配表和數(shù)據(jù)區(qū)之間。每個(gè)目錄項(xiàng)為32個(gè)字節(jié)，記錄一個(gè)文件或目錄的信息。(長(zhǎng)文件名例外)文件修復(fù)的原理就是由目錄項(xiàng)中指示的起始簇號(hào)和數(shù)據(jù)區(qū)開始位置來(lái)確定文件的位置，從而恢復(fù)小的文件。

4.FAT32文件系統(tǒng)

FAT32文件系統(tǒng)與FAT12/16的差別較大，一個(gè)主要的差別就是將根目錄劃歸到數(shù)據(jù)區(qū)中了，在BPB中專門加了一項(xiàng)根目錄開始簇號(hào)。這樣根目錄的大小就不再受到限制，大大增加了根目錄的自由度。

FAT32的BPB定義如下：

typedef struct

{

word BytesPerSector; //每扇區(qū)字節(jié)數(shù)

byte SectorsPerCluster; //每簇扇區(qū)數(shù)

word ReservedSectors; //保留扇區(qū)數(shù)

byte NumberOfFATs; //FAT的個(gè)數(shù)

word RootEntries; //根目錄項(xiàng)數(shù)(FAT32不用)

word TotalSectors; //分區(qū)總扇區(qū)數(shù)(FAT32不用)

byte MediaDescriptor; //分區(qū)介質(zhì)標(biāo)識(shí)

word SectorsPerFAT; //每個(gè)FAT占的扇區(qū)數(shù)(FAT32不用)

word SectorsPerTrack; //每道扇區(qū)數(shù)

word Heads; //磁頭數(shù)

dword HiddenSectors; //隱含扇區(qū)數(shù)

dword BigTotalSectors; //分區(qū)總扇區(qū)數(shù)

dword BigSectorsPerFat; //每個(gè)FAT占的扇區(qū)數(shù)

word ExtFlags; //擴(kuò)展標(biāo)志

word FS_Version; //文件系統(tǒng)版本

dword RootDirStartClus; //根目錄起始簇號(hào)

word FSInfoSec; //指向包含BIGFATBOOTFSINFO結(jié)構(gòu)的扇區(qū)

word BkUpBootSec; //后備引導(dǎo)區(qū)的位置

byte Reserved[12]; //備用

}BPB_FAT32;

從上可以看出，F(xiàn)AT32的BPB是在FAT16BPB的基礎(chǔ)上加入了一些參數(shù)，并停用了一些參數(shù)。每個(gè)FAT所占扇區(qū)數(shù)變?yōu)?個(gè)字節(jié)，根目錄項(xiàng)數(shù)不再使用。FAT32與FAT12/16的另一不同點(diǎn)在于，F(xiàn)AT32既可以同時(shí)使用多個(gè)FAT表，也可以只使用其中的某一個(gè)FAT表。ExtFlags正是這個(gè)標(biāo)志。當(dāng)ExtFlags的第8位為0時(shí)表示同時(shí)使用每個(gè)FAT表，當(dāng)其為1時(shí)表示只使用其中的一個(gè)FAT表，這個(gè)FAT表的序號(hào)由ExtFlags的低4位給出。FS_Version文件系統(tǒng)版本現(xiàn)在都為0。FAT32將根目錄也視作一個(gè)目錄文件，使用一個(gè)簇鏈(Cluster Chain)，RootDirStartClus正是這個(gè)鏈的起始簇號(hào)。FAT32有個(gè)專門放BIGFATBOOTFSINFO結(jié)構(gòu)的扇區(qū)，該結(jié)構(gòu)包含了剩余簇個(gè)數(shù)，下一個(gè)空閑簇號(hào)等信息。這個(gè)扇區(qū)通常緊接著引導(dǎo)扇區(qū)。由于與恢復(fù)關(guān)系不大，本文不做討論。FAT32將引導(dǎo)扇區(qū)和文件系統(tǒng)信息扇區(qū)信息存了兩份，另一份的位置由BkUpBootSec指出。這樣由于偶然發(fā)生的損壞就很容易恢復(fù)。

5.擴(kuò)展BIOS參數(shù)塊

在BPB的后面是Extended BIOS Paramenter Block。EBPB的結(jié)構(gòu)如下：

typedef struct //Extended BIOS Paramenter Block

{

byte PhysicalDriveNumber; //物理硬盤號(hào)

byte CurrentHead; //當(dāng)前磁頭

byte ExtBootRecSign; //擴(kuò)展引導(dǎo)記錄標(biāo)志

dword SerialNumber; //序列號(hào)

char VolumeLabel[11]; //卷標(biāo)

char FSID[8]; //文件系統(tǒng)標(biāo)識(shí)

}EBPB;

其中物理硬盤號(hào)和當(dāng)前磁頭是系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)使用的，硬盤上的值沒(méi)有什么實(shí)際意義。ExtBootRecSign一般為28h或29h。SerialNumber是格式化后生成的序列號(hào)。文件系統(tǒng)標(biāo)識(shí)指示了文件系統(tǒng)的類型，即“FAT12”、 “FAT16”、 “FAT32”

Mass Storage 協(xié)議 Bulk-Only 傳輸協(xié)議可參考USBMASSBULK.PDF文檔

SCSI 指令集可參考USBMASSUFI.PDF文檔

FAT16文件系統(tǒng)可參考FAT_PAPER.PDF文檔

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