Windows 7 格式化驱动器上的 FAT32 文件分配表大小超出 FAT32 规范

Question

我正在编写一个嵌入式 FAT32 驱动程序。我有问题。

我用零填充我的金士顿 DTR30G2 高达 1GB 并将其插入 Windows 7 盒子，并将其格式化为 FAT32。然后，在我的 Linux 机器上，我将 1GB 的闪存转储到文件中并在十六进制编辑器中打开它并获得以下值：

uint16_t BPB_ResvdSecCnt = 32 at offset 0xE
uint8_t BPB_SecPerClus = 8 at offset 0xD
uint8_t BPB_NumFATs = 2 at offset 0x10

接下来，我看一下FAT32卷ID中的扇区总数：

uint32_t DskSize = 30734336 at offset 0x20

同Linux报告：

thinkpad :: ~ % cat /sys/block/sdb/sdb1/size                                      
30734336

这一切都在 FAT32 的规范内。现在，让我们看看偏移量 0x24 处驱动器上的 FAT 表扇区大小。这是29951 部门。这不在 FAT32 的规范中。微软官方文档声明了以下等式：

RootDirSectors = ((BPB_RootEntCnt * 32) + (BPB_BytsPerSec – 1)) / BPB_BytsPerSec;
TmpVal1 = DskSize – (BPB_ResvdSecCnt + RootDirSectors);
TmpVal2 = (256 * BPB_SecPerClus) + BPB_NumFATs;
TmpVal2 = TmpVal2 / 2;
FATSz = (TMPVal1 + (TmpVal2 – 1)) / TmpVal2;

其中RootDirSectors 对于 FAT32 始终为 0，因为它在 FAT32 文档中指定：

请注意，在 FAT32 卷上，BPB_RootEntCnt 值始终为 0，因此在 FAT32 卷上 RootDirSectors 始终为 0。

所以这给出了：

TmpVal1 = DskSize – BPB_ResvdSecCnt;
TmpVal2 = (256 * BPB_SecPerClus) + BPB_NumFATs;
TmpVal2 = TmpVal2 / 2;
FATSz = (TMPVal1 + (TmpVal2 – 1)) / TmpVal2;

现在，我实现了这个：

int main(void) {

  uint32_t DskSize = 30734336;
  uint32_t FATSz;
  uint16_t BPB_ResvdSecCnt = 32;
  uint8_t BPB_SecPerClus = 8;
  uint8_t BPB_NumFATs = 2;
  uint32_t RootDirSectors = 0;

  uint32_t TmpVal1 = DskSize - (BPB_ResvdSecCnt + RootDirSectors);
  uint32_t TmpVal2 = (256 * BPB_SecPerClus) + BPB_NumFATs;
  TmpVal2 = TmpVal2 / 2;
  FATSz = (TmpVal1 + (TmpVal2 - 1)) / TmpVal2;

  printf("%d\n", FATSz);

}

此代码 sn-p 将29985 扇区作为 FAT 大小。

编辑：

mkfs.fat 3.0.28 在 Linux 上，当与以下设置一起使用时：

mkfs.fat /dev/sdb1 -S 512 -s 8 -F 32 

给出29956 的FAT 表大小。现在，我在同一个分区上有 3 个不同数量的同一个文件系统。

• FAT32 规范：29985
• Windows 7：29951
• mkfs.fat: 29956

我现在应该信任谁？ 规范或实现。为什么34 扇区的数字不同？

Answer 1

我找到了一份您似乎在询问的关于 here 的规范副本 (PDF)。

您所指的文档部分（在第 21 页的顶部）是建议，不是强制性的 - 它描述了某些未指定版本的 Windows 在计算 FAT 大小时所做的事情格式化 FAT32 卷。唯一实际的要求是FATSz 足够大以包含FAT。该文档明确允许使用对于 FAT 来说太大的FATSz，并要求在格式化期间将浪费的扇区归零，否则将被忽略。

根据您的观察，似乎在现代版本的 Windows 中使用了一种更有效的算法。 （似乎链接的文档在说明它所描述的算法永远不会导致超过 8 个浪费的扇区时是不正确的。我没有尝试进行数学计算，但也许这与您的体积有关'正在分析使用 4KB 集群，而不是文档为 14GB 磁盘指示的 8KB 集群 - 请参见第 20 页上的表格。）

如果您正在格式化磁盘，您要么需要使用文档中的算法，要么非常仔细地编写自己的算法，确保它永远不会产生太小的结果。 （或者，如果碰巧您已经知道磁盘的大小，则可以使用 Windows 在格式化相同大小的磁盘时使用的参数。）

如果你挂载的是一个已经格式化的磁盘，你当然会使用存储在磁盘上的值。