第5课 - 主引导程序的扩展（下）

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第5课 - 主引导程序的扩展（下）

1. 在 FAT12 根目录中查找目标文件

　　在前面课程的学习中，我们知道主引导程序有一个 512 字节的限制，如何突破这种限制呢？我们想到的办法是：再写一个程序(LOADER)放到存储介质中，在主引导程序中将该程序加载到内存中，并将控制权转交给该程序（jump）。

　　那如何找到存储介质中的程序(LOADER)呢？答案就是需要借助一个文件系统(FAT12)，将该程序放到软盘中(软盘的文件系统格式是 FAT12)，根据文件系统数据组织的方式便能方便的找到这个程序。那如何具体的实现呢，请看本节。

1.1 根目录区的大小和位置

　　　　其中：BPB_RootEntCnt 表示最大根目录文件数（即最大目录项的个数，默认是 0xE0，224）

　　　　　　　 RootEntry 表示根目录区每个目录项的大小（32 Bytes）

　　　　　　　 BPB_BytsPerSec 表示每扇区的字节数（512 Bytes）

　　　　　　　 224 * 32 = 7168 B          7168/512 = 14扇区

1.2 FAT12 文件系统中的根目录区

　　根目录区由目录项构成，每一个目录项代表根目录中的一个文件索引。

　　在 FAT12 中，1簇 = 1扇区。

　　目录项中的关键成员：

• • DIR_Name

　　　　　　　　文件名（用于判断是否为目标文件）

• • DIR_FstClus

　　　　　　　　文件数据起始存储位置（用于确定读取位置）

• • DIR_FileSize

　　　　　　　　文件大小（用于确定读取的字节数）

1.3 实验：读取 FAT12 文件系统的根目录信息

　　— 步骤：

• • 创建 RootEntry 结构体类型
  • 使用文件流顺序读取每个项的内容
  • 解析并打印相关的信息　　

 2.  介绍 FAT 表

2.1 FAT 表 - FAT12 的数据组织核心

　　（1）FAT1 和 FAT2 是相互备份的关系，数据内容完全一致

　　（2）FAT 表是一个关系图，记录了文件数据的先后关系

　　（3）每一个 FAT 表项占用 12 比特

　　（4）FAT 表的前 2 个表项规定不使用

2.2 FAT 表中的先后关系

　　（1）以簇（扇区）为单位存储文件数据

　　（2）每个表项（ vec[i] ）表示文件数据的实际位置（簇）

• • DIR_FstClus 表示文件第 0 簇（扇区）的位置
  • vec[DIR_FstClus] 表示文件第 1 簇（扇区）的位置
  • vec[vec[DIR_FstClus]] 表示文件第 2 簇（扇区）的位置
  • ......

2.3 FAT12 数据物理组织示意

2.4 FAT12 数据逻辑组织示意

2.5 实验：加载 FAT12 中的文件数据

　　— 步骤：

• • 在根目录区查找目标文件对应的项
  • 获取目标文件的起始簇号和文件大小
  • 根据 FAT 表中记录的逻辑先后关系读取数据

3. 小贴士

3.1 小贴士一

　　（1）FAT 表中的每个表项只占用 12 比特（1.5字节）

　　（2）FAT 表一共记录了 BPB_BytsPerSec * 9 * 2 / 3 个表项

　　（3）可以使用一个 short 表示一个表项的值

　　（4）如果表象值大于等于 0xFF8 ，则说明已经到达最后一个簇

　　（5）如果表项值等于 0xFF7 ，则说明当前簇已经损坏

3.2 小贴士二

　　（1）数据区起始簇（）号为33，地址为 0x4200

　　（2）数据区起始地址所对应的编号为 2（不为 0）

　　（3）因此，DIR_FstClus 对应的地址为：

• • 0x4200 + ( DIR_FstClus - 2 ) * 512

【编程实验：读取指定文件内容】

4. 小结

　　（1）FAT12 根目录区记录了文件的起始簇号和长度

　　（2）通过查找根目录区能够确定是否存在目标文件

　　（3）FAT12 文件数据的组织使用了单链表的思想

　　　　　— 文件数据离散的分布于存储介质中

　　　　　— 文件数据通过 FAT 项进行关联 

注：本文整理于《狄泰12月提升计划》课程内容

狄泰QQ群：199546072

本人QQ号：502218614

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原文地址：https://www.cnblogs.com/shiwenjie/p/9021779.html