使用 C# 获取 exFAT 磁盘中文件分配表的大小

Question

我正在编写一个将 FAT 复制到文件（并恢复它）的程序。我使用CreateFile 将驱动器号作为文件打开，SetFilePointerEx 用于寻找 0 位置，ReadFile 用于读取驱动器的内容，WriteFile 用于写入驱动器。

使用这个策略我基本上可以复制整个驱动器。但是，我应该如何知道从哪里开始以及何时停止？基本上，我想知道的是exFAT磁盘中文件分配表的开头和结尾的位置。

这是我用来备份前 4 GB 数据的代码：

    private static void RunBackup(string driveLetter)
    {
        IntPtr handle = CreateFile(
            string.Format("\\\\.\\{0}:", driveLetter),
            FileAccess.Read,
            FileShare.Read,
            IntPtr.Zero,
            (FileMode)OPEN_EXISTING,
            0,
            IntPtr.Zero);
    
        // Set offset
        uint chunks = 100;
        uint bufferSize = 512 * chunks;
        long pt = 0;
        byte[] buffer = new byte[bufferSize];
        SetFilePointerEx(
            handle,
            0,
            ref pt,
            0);
    
        long oneGB = 1073741824;
        var backupSize = oneGB * 4;
        var loops = backupSize / bufferSize;
    
        Console.WriteLine($"Expecting {loops:N0} loops.");
    
        uint read = 0;
        using (var writer = new BinaryWriter(File.OpenWrite(@"D:\\fat.backup")))
        {
            for (int i = 0; i < loops; i++)
            {
                ReadFile(
                    handle,
                    buffer,
                    bufferSize,
                    ref read,
                    IntPtr.Zero);
    
                writer.Write(buffer);
                writer.Flush();
    
                Console.Write($"\rLoop: {i:N0}");
            }
    
            writer.Close();
        }
    
        CloseHandle(handle);
    }

Answer 1

阅读exFAT specification 是一个好的开始。

在第 2 节“卷结构”中，我们有一个表格：

Sub-region Name	Offset (sector)	Size (sectors)
First FAT	FatOffset	FatLength
Second FAT	FatOffset + FatLength	FatLength × (NumberOfFats − 1)

FatOffset、FatLength 和 NumberOfFats 是引导扇区的字段，如第 3.1 节“主要和备份引导扇区子区域”中所述：

Field Name	Offset (byte)	Size (bytes)
FatOffset	80	4
FatLength	84	4
NumberOfFats	110	1

这些值以扇区为单位，因此在调用SetFilePointerEx 之前，您必须将它们乘以扇区大小。扇区大小可以通过DeviceIoControl调用IOCTL_DISK_GET_DRIVE_GEOMETRY_EX获取；返回的DISK_GEOMETRY_EX 结构包含一个Geometry.BytesPerSector（嵌套）字段。 FatOffset 和 FatLength 值是小端序，因此您必须使用以下函数对它们进行解码：

private static uint ReadLE32(byte[] data, uint offset)
{
    return (data[offset + 3] << 24)
         | (data[offset + 2] << 16)
         | (data[offset + 1] << 8)
         | data[offset];
}

读取整个引导扇区以从中提取信息也很典型，而不是单个字段。另请记住，任何 Windows API 调用都可能返回错误：如果您担心可靠性，则应检查返回值并在必要时将它们转换为异常。

把它们放在一起：你像以前一样打开磁盘，读取它的引导扇区，发现 FAT 的偏移量和大小，然后寻找 FAT 并读取它。