Informações da Estrutura FAT32 - MBR, Introdução do Setor de Inicialização FAT32

O que é registro mestre de inicialização(MBR)?

O Master Boot Record é o mesmo para praticamente todos os sistemas operacionais. Ele está localizado no primeiro Setor do Disco Rígido, no Cilindro 0, Cabeça 0, Setor 1. É o primeiro código que seu computador executa depois de verificar todo o seu hardware (POST) e ativar o controle de carregamento do software sobre o disco rígido. Ele também contém a tabela de partições, que define as diferentes seções do seu disco rígido. Basicamente, se algo acontecer a esta pequena seção de 512 bytes, seu disco rígido terá morte cerebral.

• Entrada de partição (parte do MBR)

• Codificação de Cilindro/Setor

Acho que na época dos discos rígidos de 10 MB e 8086, o código era caro. Então eles fizeram tudo o que podiam para preservar o espaço. Infelizmente agora temos que conviver com isso, mas felizmente eles criaram novas maneiras de traduzir o sistema para que o limite de 1024 cilindros (2 ^ 10) não seja um problema muito grande, pelo menos para computadores mais novos. Os mais antigos geralmente precisam de algum tipo de programa de sobreposição de disco para fazê-los ver todo o disco rígido.

De qualquer forma, para tirar o setor disso, você precisa aplicar uma máscara AND ($ 3F) a ele. Para obter o Cilindro, você pega o byte alto e OR com o byte baixo que foi E mascarado com ($C0) e depois deslocado para a esquerda dois. Não é muito fácil de explicar, então vou apenas mostrar como fiz com duas rotinas que fiz (em Pascal) para Codificar e Decodificar o Cilindro/Setor. Esperançosamente, mesmo que você não conheça Pascal, você será capaz de lê-lo.

Function CylSecEncode(Cylinder, Sector: Word): Word;
Begin
   CylSecEncode: = (Lo(Cylinder) shl 8) or (Hi(Cylinder) shl 6) or Sector;
End;

Procedure CylSecDecode(Var Cylinder, Sector: Word; CylSec : Word);
Begin
   Cylinder: = Hi(CylSec) or ((Lo(CylSec) and $C0) shl 2);
   Sector: = (CylSec and $3F);
End;

Listagem de tipos de partição

Há mais do que apenas estes mostrados, mas incluí apenas aqueles relevantes para os sistemas operacionais MS.

Ler Múltiplas Partições

Embora ter várias partições no FAT32 não seja tão provável quanto no FAT16, ainda funciona da mesma maneira. A primeira partição é a partição primária e todo o resto é armazenado na partição estendida. É um pouco complicado quando se trata de ler essas partições extras (não muito, apenas um pouco).

O primeiro registro na tabela de partições mostra onde está a partição Primária (qual é o seu tamanho, onde começa e onde termina). A segunda entrada na tabela de partição mostra onde está toda a partição estendida (que pode incluir mais do que apenas uma partição).

Para ler mais partições, vá para onde diz que a partição estendida começa e leia o primeiro setor. Ele age exatamente como o MBR. Ficará em branco onde deveria estar o código, e na tabela de partições terá como primeira entrada a próxima Partição do Drive, e se houver mais, haverá outra partição Estendida, como antes.

No entanto, todas as referências a números de setor são feitas usando o novo ponto MBR como referência, tornando-o uma unidade virtual. Caso isso não faça muito sentido (e, a propósito, explico coisas que posso entender se não fizer), deixe-me mostrar como uma unidade com três partições é configurada.

MBR de Toda a Unidade

Entrada nº 1 - aponta para a partição nº 1
Entrada nº 2 - aponta para toda a partição estendida

Você leria o primeiro setor dessa partição estendida e veria outra estrutura MBR.

MBR de Partição Estendida

Entrada nº 1 - aponta para a partição nº 2
Entrada nº 2 - aponta para o restante da partição estendida após a partição nº 2

Agora, todas as referências a números de setor (mais especificamente a entrada em Offset 08h) nessas entradas não seriam referenciadas a partir do início da unidade, mas a partir do início da partição estendida. No entanto, os números CHS (cilindro, cabeçote, setor) ainda estariam corretos.

Mais uma vez, você leria o primeiro setor dessa partição estendida e veria o próximo MBR.

MBR do Resto da Partição Estendida

Entrada nº 1 - aponta para a partição nº 3
Nenhuma entrada #2, já que esta foi a última partição

Se houvesse outra partição, o padrão continuaria como antes, até que a última fosse alcançada.

Informações do registro de inicialização FAT32

Esta informação está localizada no primeiro setor de cada partição.

Instrução do setor de informações do sistema de arquivos

Normalmente, este existe um segundo setor da partição, embora haja uma referência no setor de inicialização a ele. Estou assumindo que pode ser movido. Nunca consegui uma imagem completa deste. Embora eu saiba onde estão os campos importantes.

Layout da Unidade FAT32

Significado do Cluster

Um Cluster é um Grupo de Setores no Disco Rígido que contém informações. Um Cluster 4K possui 8 Setores (512*8=4096). Cada Cluster recebe um lugar na Tabela FAT. Quando você olha para uma entrada no FAT, o número indica se esse cluster contém ou não dados e, em caso afirmativo, se é o fim dos dados ou se há outro cluster depois dele. Todos os dados em uma partição começam com o Cluster #2. Se a entrada FAT for 0, não haverá dados nesse cluster. Se a entrada FAT for 0FFFFFFFh, será a última entrada na cadeia.

Este é um dos maiores buracos na minha informação. Não consigo encontrar nenhum lugar que mostre o que os números significam quando se trata da tabela FAT. Consegui dizer o final da cadeia apenas olhando para uma unidade FAT32, mas não sei o que significa um BAD Cluster ou qual é o número máximo válido para mostrar dados.

Por enquanto, você pode calcular o cluster válido máximo em uma partição com esta fórmula:

((# de Setores em Partição) - (# de Setores por Fat * 2) - (# de Setores Reservados) ) / (# de Setores por Cluster)

Se houver algum resto na resposta a essa fórmula, significa apenas que houve alguns clusters extras no final da partição (provavelmente não o suficiente para criar outro cluster), então você pode simplesmente se livrar de qualquer coisa após o ponto decimal.

Tabela de Diretório

Outro aspecto ao olhar para um Sistema de Arquivos em Baixo Nível é a Tabela de Diretórios. A Tabela de Diretórios é o que armazena todas as Entradas de Arquivo e Diretório. Basicamente, existe apenas uma diferença entre a Tabela de Diretórios de FAT16 e FAT32. A diferença é: o byte reservado do OS/2 (offset 20 [14h]) na estrutura do nome de arquivo curto é substituído pela palavra alta do número do cluster (já que agora são 4 bytes em vez de 2).

Tabela de Alocação de Arquivos

Notas de rodapé

1 - LBA = Endereçamento de Bloco Lógico - Usa as Extensões Int 13h incorporadas em BIOS's mais recentes para acessar dados acima da barreira de 8 GB ou para acessar estritamente no modo LBA, em vez de CHS (Cilindro, Cabeça, Setor)

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