Таблица размещения файлов

Таблица размещения файлов ( FAT ) - файловая система, разработанная для персональных компьютеров. Первоначально разработанный в 1977 году для использования на дискетах , он был адаптирован для использования на жестких дисках и других устройствах. Он часто поддерживается из соображений совместимости текущими операционными системами для персональных компьютеров и многих мобильных устройств и встроенных систем , что позволяет обмениваться данными между разнородными системами. ^[3] Для увеличения емкости жестких дисков потребовалось три основных варианта: FAT12 , FAT16 и FAT32.. Стандарт FAT также был расширен другими способами, при этом в целом сохранена обратная совместимость с существующим программным обеспечением.

FAT больше не является файловой системой по умолчанию для компьютеров Microsoft Windows . ^[4]

Файловые системы FAT по-прежнему часто встречаются на гибких дисках, флеш- дисках и других твердотельных картах и модулях памяти (включая USB-накопители ), а также на многих портативных и встроенных устройствах. FAT - это стандартная файловая система для цифровых фотоаппаратов согласно спецификации DCF .

Обзор [ править ]

Концепции [ править ]

Файловая система использует индексную таблицу, хранящуюся на устройстве, для идентификации цепочек областей хранения данных, связанных с файлом, таблицей размещения файлов ( FAT ). FAT статически выделяется во время форматирования. Таблица представляет собой связанный список записей для каждого кластера , непрерывную область дискового хранилища. Каждая запись содержит либо номер следующего кластера в файле, либо маркер, указывающий конец файла, неиспользуемое дисковое пространство или специальные зарезервированные области диска. Корневой каталог диска содержит номер первого кластера каждого файла в каталоге. Затем операционная система может пройти через FAT, найдя номер кластера каждой последующей части дискового файла в видецепочка кластеров до тех пор, пока не будет достигнут конец файла. Подкаталоги реализованы как специальные файлы, содержащие записи каталогов соответствующих файлов.

Каждая запись в связанном списке FAT представляет собой фиксированное количество битов: 12, 16 или 32. Максимальный размер файла или диска, к которому можно получить доступ, является произведением наибольшего числа, которое может быть сохранено в записях (меньше несколько значений, зарезервированных для обозначения нераспределенного пространства или конца списка) и размера дискового кластера. Даже если для расширения файла требуется только один байт памяти, ему должен быть выделен весь кластер, поэтому большие кластеры тратят много места на диске, если имеется большое количество небольших файлов.

Первоначально разработанная как 8-битная файловая система, максимальное количество кластеров должно увеличиваться по мере увеличения емкости жесткого диска, поэтому количество битов, используемых для идентификации каждого кластера, увеличилось. Последовательные основные варианты формата FAT названы по количеству битов элемента таблицы: 12 ( FAT12 ), 16 ( FAT16 ) и 32 ( FAT32 ).

Использует [ редактировать ]

Файловая система FAT используется для компьютеров с 1977 года и до сих пор часто используется во встроенных системах. Совместимые файловые системы упрощают обмен данными, например, между настольными компьютерами и портативными устройствами. Файловые системы FAT используются по умолчанию для съемных носителей, таких как дискеты , супер-дискеты , карты памяти и флэш-памяти или USB-накопители . FAT поддерживается портативными устройствами, такими как КПК , цифровые фотоаппараты , видеокамеры , медиаплееры и мобильные телефоны. В то время как FAT12 используется на гибких дисках, FAT16 и FAT32 обычно встречаются на более крупных носителях.

FAT также использовалась на жестких дисках в эпоху DOS и Windows 9x . Microsoft представила новую файловую систему NTFS с платформой Windows NT в 1993 году, но FAT оставалась стандартом для домашних пользователей до появления Windows XP на базе NT в 2001 году. FAT по-прежнему используется на жестких дисках, которые предполагается использовать. несколькими операционными системами, например, в общих средах Windows, GNU / Linux и DOS.

Многие операционные системы обеспечивают поддержку носителей в формате FAT с помощью встроенных или сторонних обработчиков файловой системы.

DCF файловая система , принятая почти во всех цифровых камерах с 1998 года определяет логическую файловую систему с 8.3 имен файлов и позволяет использовать либо FAT12, FAT16, FAT32 или EXFAT обязательным для его физического уровня для совместимости. ^[5]

FAT также используется внутри системного раздела EFI на этапе загрузки компьютеров, совместимых с EFI . ^[6] Скрытые файловые системы FAT также используются в загрузочном разделе UEFI на современных ПК.

Для гибких дисков FAT стандартизирован как ECMA- 107 ^[7] и ISO / IEC  9293: 1994 ^[8] (заменяющий ISO 9293: 1987 ^[9] ). Эти стандарты охватывают FAT12 и FAT16 с поддержкой только коротких файлов 8.3 ; длинные имена файлов с VFAT были частично запатентованы . ^[10]

Номенклатура [ править ]

«Файловая система FAT» означает FAT12 , FAT16 и FAT32 . Утилиты операционной системы могут не определять, какая версия будет использоваться для форматирования устройства.

« FAT16 » относится как к исходной группе файловых систем FAT с записями кластера шириной 16 бит, так и к более поздним вариантам (« FAT16B ») с записями 32-битных секторов. Значения, хранящиеся в блоке параметров диска, могут использоваться для идентификации файловой структуры.

« VFAT » - это необязательное расширение для длинных имен файлов, которое может работать поверх любой файловой системы FAT. Тома с длинными именами файлов VFAT могут быть прочитаны также операционными системами, не поддерживающими расширение VFAT.

Общий тип файловой системы (FAT12, FAT16 или FAT32) определяется шириной записей кластера в FAT. Конкретные пороговые значения количества кластеров, хранящиеся в блоке параметров диска, определяют, какой тип FAT используется. ^[6] Другие свойства запоминающего устройства, такие как размер, формат блока параметров или имя файловой системы, не могут надежно использоваться для определения типа файловой системы. ^[6]

Том FAT12 или FAT16 можно определить с помощью « FAT32 EBPB », обычно используемого для томов FAT32. ^{[nb 2]} Идентификаторы разделов не используются для определения типа файловой системы сами по себе. ^[11]

Типы [ править ]

Исходная 8-битная FAT [ править ]

Исходный файл FAT система (или структура FAT , так как она называлась первоначально) был разработан и кодируются Марк Макдональд , ^[14] на основе серии обсуждений между Макдональд и Билл Гейтс . ^[14] Она была введена с 8-битовых элементов таблицы ^{[12] [13] [14]} (и действительные числа кластеров данных до 0xBF^{[12] , [13]} ) в качестве предшественника для Microsoft «с изолированную диска BASIC-80 для Преемник на базе 8080 ^{[nb 3]} модели NCR 7200 VIтерминал ввода данных, оснащенный 8-дюймовыми (200 мм) гибкими дисками, в 1977 году ^[15] или 1978 году ^{[nb 3]} В 1978 году автономный диск BASIC-80 был перенесен на 8086 с использованием эмулятора на DEC PDP- 10 , ^[16], поскольку в то время не было доступных систем 8086. Файл FAT система была также использована в компании Microsoft МДА / MIDAS , ^[14] операционная система для 8080 / Z80 платформ , написанных с 1979 годом McDonald Standalone Disk BASIC версии поддерживается три жиров, ^{[12] [13] [17]}тогда как это был параметр для MIDAS. Сообщается, что MIDAS также был подготовлен для поддержки 10-битных, 12-битных и 16-битных вариантов FAT. В то время как размер записей каталога составлял 16 байтов в Standalone Disk BASIC , ^{[12] [13]} MIDAS вместо этого занимал 32 байта на запись.

FAT12 [ править ]

В период с апреля по август 1980 г., заимствуя концепцию FAT для собственной операционной системы SCP 8086 QDOS 0.10 , ^[16] Тим Патерсон расширил элементы таблицы до 12 бит , ^[18] сократил количество FAT до двух, пересмотрел семантику некоторых из них. зарезервированные значения кластера и изменили структуру диска, так что корневой каталог теперь находился между FAT и областью данных для его реализации FAT12 . Патерсон также увеличил ограничение длины файла ^{[12] [13]} из девяти символов (6.3) до одиннадцати символов для поддержки имен файлов и блоков управления файлами в стиле CP / M 8.3 . Формат, используемый в MicrosoftПредшественник 8-битной файловой системы Standalone Disk BASIC не поддерживался QDOS. К августу 1980 года QDOS была переименована в 86-DOS . ^[19] Начиная с 86-DOS 0.42 , размер и структура записей каталога были изменены с 16 байтов на 32 байта ^[20] , чтобы добавить отметку даты файла ^[20] и увеличить теоретический предел размера файла сверх предыдущего предела. 16 МБ. ^[20] 86-DOS 1.00 стала доступна в начале 1981 года. Позже, в 1981 году, 86-DOS превратилась в Microsoft MS-DOS и IBM PC DOS . ^{[14] [18] [21]}Возможность чтения ранее отформатированных томов с 16-байтовыми записями каталога ^[20] была упразднена в MS-DOS 1.20 .

FAT12 использовала 12-битные записи для адресов кластера; некоторые значения были зарезервированы для обозначения конца цепочки кластеров, для обозначения неиспользуемых областей диска или для других целей, поэтому максимальное количество кластеров было ограничено 4078. ^{[22] [23]} Для экономии дискового пространства - два. 12-битные записи FAT использовали три последовательных 8-битных байта на диске, что требовало манипуляций для распаковки 12-битных значений. Этого было достаточно для оригинальных дисководов гибких дисков и небольшого жесткого диска до 32 мегабайт. Версия FAT16B, доступная с DOS 3.31, поддерживала 32-битные номера секторов и поэтому увеличила ограничение на размер тома.

Все управляющие структуры помещаются внутри первой дорожки, чтобы избежать движения головы во время операций чтения и записи. Любой сбойный сектор в области управляющих структур сделает диск непригодным для использования. Инструмент форматирования DOS полностью отклонил такие диски. Плохие сектора допускались только в области данных файла. Кластеры, содержащие поврежденные сектора, были помечены как непригодные для использования с зарезервированным значением 0xFF7.

В то время как 86-DOS поддерживал три формата дисков (250,25 КБ, 616 КБ и 1232 КБ с идентификаторами FAT 0xFF и 0xFEна 8-дюймовых (200 мм) дисководах гибких дисков, IBM PC DOS 1.0 , выпущенная с оригинальным персональным компьютером IBM в 1981 году, поддерживала только Формат 8-секторных гибких дисков с отформатированной емкостью 160 КиБ (FAT ID 0xFE) для односторонних 5,25-дюймовых дисководов для гибких дисков, а в PC DOS 1.1 добавлена ​​поддержка двустороннего формата с 320 КБ (FAT ID 0xFF). Представлена PC DOS 2.0 поддержка форматов 9-секторных дискет с размером 180 КиБ (FAT ID 0xFC) и 360 КиБ (FAT ID 0xFD).

Записи каталогов 86-DOS 1.00 и PC DOS 1.0 включали только одну дату - дату последнего изменения. PC DOS 1.1 добавил время последнего изменения. Атрибуты файла PC DOS 1.x включают скрытый бит и системный бит, а остальные шесть битов не определены. В то время DOS не поддерживала подкаталоги, но обычно на дискете было всего несколько десятков файлов.

PC XT был первым компьютером с жестким диском от IBM, и PC DOS 2.0 поддерживает , что жесткий диск с FAT12 ( FAT ID 0xF8 ). Фиксированное предположение о 8 секторах на кластер на жестких дисках практически ограничивало максимальный размер раздела до 16 МБ для 512-байтовых секторов и кластеров 4 КиБ.

BIOS Parameter Block ( ВРВ ) была введена с PC DOS 2.0 , а также, и эта версия также добавлена только для чтения, архив , метки тома , а также каталог атрибутов бит для иерархических подкаталогов. ^[24]

MS-DOS 3.0 представила поддержку 5.25-дюймовых дискет высокой плотности 1,2 МиБ (дескриптор носителя 0xF9), которые, в частности, имели 15 секторов на дорожку, следовательно, больше места для файлов FAT.

FAT12 по-прежнему используется на всех распространенных гибких дисках , включая 1,44 МБ и более поздние версии 2,88 МБ (байт дескриптора носителя 0xF0).

Исходная FAT16 [ править ]

В 1984 году IBM выпустила PC AT , который требовал, чтобы PC DOS 3.0 имел доступ к жесткому диску объемом 20 МБ. ^{[25] [26]} Microsoft параллельно представила MS-DOS 3.0. Адреса кластеров были увеличены до 16-разрядных, что позволяет использовать до 65 524 кластера на том. Однако максимально возможное количество секторов и максимальный размер раздела 32 MiB не изменились. Хотя адреса кластера были 16-битными, этот формат не был тем, что сегодня обычно понимается как FAT16 . Тип раздела 0x04указывает на эту форму FAT16 с менее чем 65536 секторами (менее 32 МБ для размера сектора 512). Преимущество FAT16 заключалось в использовании кластеров меньшего размера, что делало использование диска более эффективным, особенно для большого количества файлов размером всего несколько сотен байт.

Поскольку MS-DOS 3.0 отформатировала все 16 разделов MiB-32 MiB в формате FAT16, жесткий диск объемом 20 МБ, отформатированный в MS-DOS 3.0, был недоступен для MS-DOS 2.0. ^[27] MS-DOS 3.0 - MS-DOS 3.30 по-прежнему могла получить доступ к разделам FAT12 размером менее 15 МБ, но требовала, чтобы все 16 разделов MiB-32 MiB были FAT16, и поэтому не мог получить доступ к разделам MS-DOS 2.0 в этом диапазоне размеров. MS-DOS 3.31 и выше снова может получить доступ к 16 разделам MiB-32 MiB FAT12.

Логический секторный FAT [ править ]

Реализации FAT12 и FAT16 в MS-DOS и PC DOS не могли получить доступ к разделам диска размером более 32 мегабайт. Некоторые производители разработали свои собственные варианты FAT в своих OEM-версиях MS-DOS. ^[28]

Некоторые поставщики ( AST и NEC ^[28] ) поддерживали восемь записей первичных разделов вместо стандартных четырех в своей расширенной основной загрузочной записи ( MBR ) и адаптировали MS-DOS для использования более одного первичного раздела.

Другие поставщики работали над ограничениями на размер тома, налагаемыми 16-битными записями секторов, увеличивая видимый размер секторов, с которыми работает файловая система. Эти логические секторы были больше (до 8192 байтов), чем размер физического сектора (все еще 512 байтов) на диске. DOS-BIOS или системный BIOS затем объединят несколько физических секторов в логические секторы, с которыми файловая система будет работать.

Эти изменения были прозрачны для реализации файловой системы в ядре DOS. Базовый DOS-BIOS преобразовал эти логические секторы в физические секторы в соответствии с информацией о разделах и физической геометрией диска.

Недостатком этого подхода было увеличение памяти, используемой для буферизации секторов и снятия блокировки. Поскольку более старые версии DOS не могли использовать большие логические секторы, OEM-производители ввели новые идентификаторы разделов для своих вариантов FAT, чтобы скрыть их от готовых выпусков MS-DOS и PC DOS. Известные идентификаторы разделов для логических секторных файлов FAT включают: 0x08( Commodore MS-DOS 3.x), 0x11( Leading Edge MS-DOS 3.x), 0x14(AST MS-DOS 3.x), 0x24(NEC MS-DOS 3.30 ^[28] ) , 0x56( AT&T MS-DOS 3.x), 0xE5( Tandy MS-DOS), 0xF2( Sperry IT MS-DOS 3.x, Unisys MS-DOS 3.3 - также используется Digital Research DOS Plus 2.1). ^[29] OEM-версии, такие как Toshiba MS-DOS, Wyse MS-DOS 3.2 и 3.3, ^[30], а также Zenith MS-DOS, также, как известно, использовали логическое разделение на секторы. ^[31]

Хотя эти варианты FAT нестандартны и неоптимальны, они полностью соответствуют спецификациям самой файловой системы. Следовательно, даже если проблемы по умолчанию MS-DOS и PC DOS не смогли с ними справиться, большинство этих специфичных для поставщика вариантов FAT12 и FAT16 можно смонтировать с помощью более гибких реализаций файловой системы в операционных системах, таких как DR-DOS, просто путем изменения идентификатора раздела на один из распознаваемых типов. ^{[nb 4]} Кроме того, если их больше не нужно распознавать в исходных операционных системах, существующие разделы можно «преобразовать» в тома FAT12 и FAT16, более совместимые с версиями MS-DOS / PC DOS 4.0–6.3, которые не поддерживают поддержка размеров секторов, отличных от 512 байт, ^[32] путем переключения на BPB с 32-битной записьюдля количества секторов, введенных с DOS 3.31 (см. FAT16B ниже), сохраняя размер кластера и уменьшая размер логического сектора в BPB до 512 байт, в то же время увеличивая количество логических секторов на кластер, зарезервированных логические секторы, общее количество логических секторов и логические секторы на FAT с одинаковым коэффициентом.

Параллельной разработкой в ​​MS-DOS / PC DOS, которая позволила увеличить максимально возможный размер FAT, было введение нескольких разделов FAT на жестком диске. Чтобы разрешить использование большего количества разделов FAT совместимым образом, в PC DOS 3.2 (1986) был введен новый тип раздела - расширенный раздел (EBR) ^[14], который является контейнером для дополнительного раздела, называемого логическим диском . Начиная с PC DOS 3.3 (апрель 1987 г.) существует еще один дополнительный расширенный раздел, содержащий следующий логический диск и т. Д. MBR жесткого диска может либо определить до четырех первичных разделов или расширенного раздела в дополнении к до трех основных разделов.

Окончательная версия FAT16 [ править ]

В ноябре 1987 года Compaq Personal Computer DOS 3.31 (модифицированная OEM-версия MS-DOS 3.3, выпущенная Compaq вместе с их машинами) представила то, что сегодня известно просто как формат FAT16 , с увеличением количества секторов 16-битного диска до 32 биты в BPB. Хотя изменения на диске были незначительными, весь драйвер диска DOS пришлось преобразовать для использования 32-битных номеров секторов, что осложнялось тем, что он был написан на 16-битном языке ассемблера . Результат был первоначально назван Большой файловой системой DOS 3.31 . Microsoft «s DSKPROBEинструмент относится к типу , 0x06как BigFAT , ^[34] , тогда как некоторые старые версии FDISKописаны какBIGDOS . Технически он известен как FAT16B .

Поскольку более старые версии DOS не были предназначены для работы с более чем 65535 секторами, было необходимо ввести новый тип раздела для этого формата, чтобы скрыть его от проблем DOS до версии 3.31. Исходная форма FAT16 (менее 65536 секторов) имела тип раздела 0x04 . Для работы с дисками большего размера 0x06был введен тип для обозначения 65536 или более секторов. В дополнение к этому, драйвер диска был расширен, чтобы справиться с более чем 65535 секторами. Единственное другое различие между исходной FAT16 и более новым форматом FAT16B - это использование более нового формата BPB с 32-битной записью сектора. Следовательно, более новые операционные системы, поддерживающие формат FAT16B, могут также работать с исходным форматом FAT16 без каких-либо необходимых изменений.

Если разделы, которые будут использоваться выпусками DOS до DOS 3.31, должны быть созданы современными инструментами, единственными критериями, которые теоретически необходимо удовлетворять, является количество секторов менее 65536 и использование старого идентификатора раздела ( 0x04). На практике, однако, типовые 0x01и 0x04первичные разделы не должны физически располагаться за пределами первых 32 МиБ диска из-за других ограничений в MS-DOS 2.x, которые иначе не справились бы с ними.

В 1988 году улучшение FAT16B стало более широко доступным через DR DOS  3.31, PC DOS 4.0, OS / 2  1.1 и MS-DOS 4.0. Ограничение на размере раздела было продиктовано 8-битным подписанным подсчетом секторов в кластер, который первоначально имел максимальную мощность, из-два значения 64. С стандартного размером жесткого диска сектором 512 байт, это дает максимум 32 Размер кластера КиБ, тем самым фиксируя «окончательный» предел для размера раздела FAT16 на уровне 2 ГиБ для размера сектора 512. На магнитооптических носителях, которые могут иметь 1 или 2 сектора КиБ вместо 0,5 КиБ, этот предел размера пропорционально больше.

Намного позже Windows NT увеличила максимальный размер кластера до 64 КиБ, считая количество секторов на кластер беззнаковым. Однако полученный формат был несовместим с какой-либо другой реализацией FAT того времени и приводил к большей внутренней фрагментации . Windows 98 , SE и ME также поддерживают чтение и запись этого варианта, но дисковые утилиты с ним не работают, и некоторые службы FCB недоступны для таких томов. Это способствует запутанной ситуации совместимости.

До 1995 года версии DOS обращались к диску только через адресацию CHS . Когда MS-DOS 7.0 / Windows 95 представили доступ к диску LBA , разделы могли начать физически располагаться вне первого c. 8 ГиБ этого диска и, следовательно, вне досягаемости традиционной схемы адресации CHS. Разделы, частично или полностью расположенные за барьером CHS, поэтому должны были быть скрыты от операционных систем без поддержки LBA, используя 0x0Eвместо этого новый тип раздела в таблице разделов. Разделы FAT16, использующие этот тип раздела, также называются FAT16X . ^[35] Единственное отличие от предыдущих разделов FAT16 заключается в том, что некоторые геометрические записи, связанные с CHS, в записи BPB, а именно количество секторов на дорожку и количество головок, могут не содержать или вводить в заблуждение значения и не должны использоваться.

Количество записей корневого каталога, доступных для FAT12 и FAT16, определяется при форматировании тома и сохраняется в 16-битном поле. Для данного числа RDEи размера сектора SSколичество RDSсекторов корневого каталога равно RDS=ceil((RDE×32)/SS)и RDEобычно выбирается для заполнения этих секторов, т RDE*32=RDS*SS. Е. Носители FAT12 и FAT16 обычно используют 512 записей корневого каталога на не гибких дисках. Некоторые сторонние инструменты, такие как mkdosfs , позволяют пользователю устанавливать этот параметр. ^[36]

FAT32 [ править ]

Чтобы преодолеть ограничение размера тома FAT16, в то же время позволяя коду реального режима DOS обрабатывать формат, Microsoft разработала новую версию файловой системы FAT32 , которая поддерживала увеличенное количество возможных кластеров, но могла повторно использовать большую часть существующего кода, чтобы объем обычной памяти был увеличен менее чем на 5 КиБ под DOS. ^[37] Значения кластера представлены 32-битными числами, из которых 28 битов используются для хранения номера кластера.

Максимальные размеры [ править ]

Загрузочный сектор FAT32 использует 32-битное поле для подсчета секторов, ограничивая максимальный размер тома FAT32 2 тэбибайтами (приблизительно 2,2 терабайта ) с размером сектора 512 байт . Максимальный размер тома FAT32 составляет 16 ТиБ (приблизительно 17,6 ТБ) с размером сектора 4096 байт. ^{[38] [39]} Встроенный инструмент форматирования диска оболочки Windows в Microsoft Windows поддерживает только тома размером до 32 ГБ, но большие тома FAT32 могут быть созданы с помощью командной строки , PowerShell или сторонних инструментов и прочитаны Microsoft Windows . ^[40]

Максимально возможный размер файла на томе FAT32 составляет 4 ГиБ минус 1 байт или 4 294 967 295 (2 ³² - 1) байт. Это ограничение является следствием записи о длине файла в таблице каталогов, а также влияет на огромные разделы FAT16 с достаточным размером сектора. ^[1] FAT32 не включает прямую встроенную поддержку длинных имен файлов, но тома FAT32 могут дополнительно содержать длинные имена файлов VFAT в дополнение к коротким именам файлов точно так же, как длинные имена файлов VFAT были дополнительно реализованы для томов FAT12 и FAT16.

Развитие [ править ]

FAT32 была представлена ​​в MS-DOS 7.1 / Windows 95 OSR2 в 1996 году, хотя для ее использования требовалось переформатирование, а DriveSpace 3 (версия, которая поставлялась с Windows 95 OSR2 и Windows 98) никогда не поддерживала ее. Windows 98 представила утилиту для преобразования существующих жестких дисков из FAT16 в FAT32 без потери данных.

В линейке Windows NT встроенная поддержка FAT32 появилась в Windows 2000 . Бесплатный драйвер FAT32 для Windows NT 4.0 был доступен в Winternals , компании, позже приобретенной Microsoft. Приобретение драйвера из официальных источников больше невозможно. С 1998 года для включения поддержки FAT32 в DR-DOS можно было использовать динамически загружаемый драйвер DRFAT32 Caldera . ^{[41] [42]} Первой версией DR-DOS, которая изначально поддерживала доступ к FAT32 и LBA, была OEM DR-DOS 7.04 в 1999 году. В том же году IMS представила встроенную поддержку FAT32 с REAL / 32 7.90, а операционная система IBM 4690 добавила поддержку FAT32. с версией 2. ^[43] Ahead Software предоставила еще один динамически загружаемый драйвер FAT32.EXE для DR-DOS 7.03 с Nero Burning ROM в 2004 году. IBM PC DOS представила встроенную поддержку FAT32 с OEM PC DOS 7.10 в 2003 году.

Для разделов FAT32 зарезервированы два типа разделов 0x0Bи 0x0C. Последний тип также называется FAT32X , чтобы указать на использование доступа к диску LBA вместо CHS. ^{[41] [44] [45] [46] [47]} В таких разделах записи геометрии, связанные с CHS , а именно адреса секторов CHS в MBR, а также количество секторов на дорожке и количество головок в EBPB запись, может не содержать значений или вводить в заблуждение и не должна использоваться. ^{[48] [46] [47]}

Расширения [ править ]

Расширенные атрибуты [ править ]

OS / 2 в значительной степени зависит от расширенных атрибутов (EAS) и сохраняет их в скрытом файле под названием « EA␠DATA.␠SF» в корневой директории на FAT12 или FAT16 тома. Этот файл индексируется двумя ранее зарезервированных байт (или каталога в) файла в записи каталога со смещением 0x14. ^[49] В формате FAT32 эти байты содержат старшие 16 бит номера начального кластера файла или каталога, что делает невозможным сохранение советников OS / 2 в FAT32 с использованием этого метода.

Однако сторонний драйвер устанавливаемой файловой системы (IFS) FAT32 FAT32.IFS версии 0.70 и выше от Henk Kelder & Netlabs для OS / 2, eComStation и ArcaOS сохраняет расширенные атрибуты в дополнительных файлах, имена файлов которых содержат строку " ␠EA.␠SF", добавленную к обычное имя файла, к которому они принадлежат. Драйвер также использует байт со смещением 0x0Cв записях каталога для хранения байта специальной метки, указывающего на наличие расширенных атрибутов, чтобы ускорить работу. ^{[50] [51]} (Это расширение критически несовместимо с методом FAT32 + для хранения файлов размером более 4 ГиБ минус 1 на томах FAT32.) ^[33]

Расширенные атрибуты доступны через рабочий стол Workplace Shell , через сценарии REXX и многие системные утилиты с графическим интерфейсом пользователя и командной строки (например, 4OS2 ). ^[52]

Чтобы приспособиться к своей подсистеме OS / 2 , Windows NT поддерживает обработку расширенных атрибутов в HPFS , NTFS , FAT12 и FAT16. Он хранит EA в FAT12, FAT16 и HPFS, используя ту же схему, что и OS / 2, но не поддерживает никаких других типов ADS, которые хранятся на томах NTFS. Попытка скопировать файл с любым ADS, кроме EAs, с тома NTFS на том FAT или HPFS дает предупреждающее сообщение с именами ADS, которые будут потеряны. Он не поддерживает метод FAT32.IFS для хранения советников на томах FAT32.

Windows 2000 и далее действует точно так же, как Windows NT, за исключением того, что она игнорирует EAs при копировании в FAT32 без какого-либо предупреждения (но показывает предупреждение для других ADS, таких как «Macintosh Finder Info» и «Macintosh Resource Fork»).

Cygwin также использует " EA␠DATA.␠SF" файлы.

Длинные имена файлов [ править ]

Одной из целей взаимодействия с пользователем для разработчиков Windows 95 была возможность использовать длинные имена файлов (LFN - до 255 единиц кода UTF-16 длиной), ^{[nb 1]} в дополнение к классическим именам файлов 8.3 (SFN). Для обратной и прямой совместимости LFN были реализованы как дополнительное расширение поверх существующих структур файловой системы FAT с использованием обходного пути в способе размещения записей каталогов.

Этот прозрачный метод хранения длинных имен файлов в существующих файловых системах FAT без изменения их структур данных обычно известен как VFAT (от «Virtual FAT») в честь драйвера виртуального устройства Windows 95 . ^{[№ 5]}

Операционные системы без поддержки VFAT могут по-прежнему получать доступ к файлам под своим коротким псевдонимом файла без ограничений; однако связанные длинные имена файлов могут быть потеряны при копировании файлов с длинными именами в операционных системах, не поддерживающих VFAT.

В Windows NT поддержка длинных имен файлов VFAT началась с версии 3.5 .

Linux предоставляет драйвер файловой системы VFAT для работы с томами FAT с длинными именами файлов VFAT. Некоторое время был доступен драйвер UVFAT для обеспечения комбинированной поддержки разрешений в стиле UMSDOS с длинными именами файлов VFAT.

OS / 2 добавила поддержку длинных файлов в FAT с использованием расширенных атрибутов (EA) до появления VFAT. Таким образом, длинные имена файлов VFAT невидимы для OS / 2, а длинные имена файлов EA невидимы для Windows; поэтому опытным пользователям обеих операционных систем придется вручную переименовывать файлы.

Human68K поддерживает до 18,3 имён файлов и символов кандзи ( Shift JIS ) в проприетарном варианте файловой системы FAT.

Для поддержки Java - приложений, в FlexOS - IBM 4690 OS версия 2 представила свою собственную виртуальную файловую система (VFS) архитектуру для хранения длинных имен файлов в файловой системе FAT в обратно совместимой моде. Если этот параметр включен, виртуальные имена файлов (VFN) доступны под отдельными буквами логических дисков, тогда как настоящие имена файлов (RFN) остаются доступными под исходными буквами дисков. ^[53]

Вилки и альтернативные потоки данных [ править ]

Сама файловая система FAT не предназначена для поддержки альтернативных потоков данных ( ADS ), но некоторые операционные системы, которые сильно зависят от них, разработали различные методы их обработки на томах FAT. Такие методы либо сохраняют дополнительную информацию в дополнительных файлах и каталогах ( классическая Mac OS и macOS ), либо придают новую семантику ранее неиспользуемым полям структур данных FAT на диске ( OS / 2 и Windows NT ).

Mac OS, использующая PC Exchange, хранит свои различные даты, атрибуты файлов и длинные имена файлов в скрытом файле с именем « FINDER.DAT», а вилки ресурсов (обычный ADS Mac OS) в подкаталоге с именем « RESOURCE.FRK» в каждом каталоге, где они используются. Начиная с версии PC Exchange 2.1, они хранят длинные имена файлов Mac OS как стандартные длинные имена файлов FAT и преобразуют имена файлов FAT, длина которых превышает 31 символ, в уникальные 31-значные имена файлов, которые затем можно сделать видимыми для приложений Macintosh.

macOS хранит вилки ресурсов и метаданные (атрибуты файлов, другие ADS) с использованием формата AppleDouble в скрытом файле с именем, созданным из имени файла владельца с префиксом « ._», а Finder сохраняет некоторые метаданные папок и файлов в скрытом файле с именем « .DS_Store» (но обратите внимание, что Finder использует .DS_Storeдаже собственную файловую систему MacOS, HFS + ).

Разрешения и имена файлов UMSDOS [ править ]

Ранние дистрибутивы GNU / Linux также поддерживали формат, известный как UMSDOS , вариант FAT с атрибутами файлов Unix (такими как длинное имя файла и права доступа), хранящимися в отдельном файле с именем " --linux-.---". UMSDOS вышла из употребления после того, как была выпущена VFAT, и она не включена по умолчанию в Linux, начиная с версии 2.5.7. ^[54] Некоторое время Linux также обеспечивала комбинированную поддержку разрешений в стиле UMSDOS и длинных имен файлов VFAT через UVFAT .

FAT + [ редактировать ]

В 2007 году в открытом проекте FAT + предлагалось хранить файлы большего размера до 256 ГиБ минус 1 байт или 274 877 906 943 (2 ³⁸  - 1) байта на слегка модифицированных и обратно совместимых томах FAT32 ^[33], но существует риск того, что дисковые инструменты или Реализации FAT32, не знающие об этом расширении, могут обрезать или удалять файлы, превышающие нормальный предел размера файла FAT32. Поддержка FAT32 + и FAT16 + ограничена некоторыми версиями DR-DOS и недоступна в основных операционных системах. ^[55] (Это расширение критически несовместимо с /EASопцией метода FAT32.IFS для хранения расширенных атрибутов OS / 2. на томах FAT32.)

Производные [ править ]

Turbo FAT [ править ]

В своей файловой системе NetWare ( NWFS ) Novell реализовала сильно модифицированный вариант файловой системы FAT для операционной системы NetWare . Для больших файлов он использовал функцию повышения производительности Turbo FAT .

FATX [ править ]

FATX семейство файловых систем , предназначенные для Microsoft «s Xbox видео игровой консоли жесткого диска дисков и карт памяти , ^{[56] [57]} введен в 2001 году.

Несмотря на сходство с теми же основными идеями проектирования, что и FAT16 и FAT32 , структуры на диске FATX16 и FATX32 упрощены, но принципиально несовместимы с обычными файловыми системами FAT16 и FAT32, что делает невозможным монтирование таких томов обычными драйверами файловой системы FAT.

Незагрузочной Суперблок сектор 4 КБ в размере и занимает 18 байт большого ВРВА-подобную структуру совершенно отличную от нормального BPBS . Кластеры обычно имеют размер 16 КиБ, а на Xbox есть только одна копия FAT. Записи каталога имеют размер 64 байта вместо обычных 32 байтов . Файлы могут иметь имена длиной до 42 символов с использованием набора символов OEM и иметь размер до 4 ГиБ минус 1 байт. Метки времени на диске держать создание, модификация и доступ дату и время , но отличаются от FAT: в FAT, то эпоха в 1980 ; в FATX эпоха 2000 года . Для Xbox 360 эпоха - 1980 год. ^[58]

exFAT [ править ]

EXFAT является файловая система введена с Windows Embedded CE 6.0 в ноябре 2006 года и привел к семейству Windows NT с Vista Service Pack 1 и Windows XP с пакетом обновления 3 (и / или отдельной установки Windows XP Update KB955704). Он основан на архитектуре таблицы размещения файлов, но несовместим, запатентован и защищен патентами. ^[59]

exFAT предназначен для использования на флэш-накопителях (таких как SDXC и Memory Stick XC ), где иначе используется FAT32. Утилиты графического интерфейса пользователя и командной строки Microsoft предлагают его в качестве альтернативы NTFS (а для небольших разделов - FAT16B и FAT32 ). MBR , тип раздела является 0x07(такой же , как используется для IFS , HPFS и NTFS). Информация о логической геометрии, расположенная в VBR , хранится в формате, не похожем ни на один BPB.

28 августа 2019 года Microsoft объявила, что сделает техническую спецификацию exFAT общедоступной, чтобы ее можно было использовать в ядре Linux и других операционных системах. ^[60]

Патенты [ править ]

Microsoft подала заявку и получила ряд патентов на ключевые части файловой системы FAT в середине 1990-х годов. Все четыре относятся к расширению FAT с длинными именами, впервые появившемуся в Windows 95 : патент США 5 579 517, ^[61] патент США 5 745 902, ^[62] патент США 5 758 352, ^[63] патент США 6 286 013. ^[64]

3 декабря 2003 г. Microsoft объявила ^[65], что будет предлагать лицензии на использование своей спецификации FAT и «связанной интеллектуальной собственности» по цене 0,25 доллара США за проданную единицу с максимальным размером роялти 250 000 долларов за лицензионное соглашение. . ^[66] С этой целью Microsoft привела четыре патента на файловую систему FAT в качестве основания для своих требований интеллектуальной собственности.

В спецификации EFI FAT32 ^[6] Microsoft специально предоставляет ряд прав, которые многие читатели интерпретировали как разрешающие поставщикам операционных систем внедрять FAT. ^[67]

Патенты сторонних организаций, затрагивающие FAT, включают: патент США 5,367,671, относящийся к атрибутам расширенных объектов OS / 2 (истек в 2011 г.). ^[68]

Проблемы и судебные иски [ править ]

Общественный Фонд Patent (PUBPAT) представил доказательства в США по патентам и товарным знакам (USPTO) в 2004 году оспаривая действительность патента США 5579517, ^[61] , включая ссылки предшествующего уровня техники от Xerox и IBM. ^[69] ВПТЗ США начало расследование и завершило его отклонением всех пунктов патента. ^[70] В следующем году ВПТЗ США далее объявило, что после процесса повторной экспертизы оно подтвердило отказ '517 и дополнительно признало патент США 5,758,352 ^[63] недействительным на том основании, что у патента были неправильные правопреемники.

Однако в 2006 году USPTO постановило, что особенности реализации Microsoft системы FAT были «новыми и неочевидными», отменив предыдущие решения и оставив патенты в силе. ^[71]

В феврале 2009 года Microsoft подала иск о нарушении патентных прав против TomTom, утверждая, что продукты производителя устройства нарушают патенты, связанные с длинными именами файлов VFAT . Поскольку некоторые продукты TomTom основаны на GNU / Linux , это был первый раз, когда Microsoft попыталась применить свои патенты против платформы GNU / Linux. ^[72] Судебный процесс был урегулирован во внесудебном порядке в следующем месяце соглашением о том, что Microsoft будет предоставлен доступ к четырем патентам TomTom, что TomTom откажется от поддержки длинных имен файлов VFAT в своих продуктах и ​​что взамен Microsoft не будет добиваться судебного иска. против TomTom на пятилетний срок действия мирового соглашения. ^[73]

В октябре 2010 года Microsoft подала иск о нарушении патентных прав против Motorola, утверждая, что несколько патентов (включая два патента VFAT) не были лицензированы для использования в операционной системе Android . ^[74] Они также подали жалобу в ITC . ^[75] Разработчики программного обеспечения с открытым исходным кодом разработали методы, предназначенные для обхода патентов Microsoft. ^{[76] [77]}

В 2013 году патент EP0618540 «Общее пространство имен для длинных и коротких имен файлов» был признан недействительным в Германии. ^[78] После того, как апелляция была отозвана, это решение вступило в силу 28 октября 2015 года. ^[79]

См. Также [ править ]

• Сравнение файловых систем
• Дизайн файловой системы FAT
• Назначение буквы диска
• Список файловых систем
• Безопасная для транзакций файловая система FAT

Заметки [ править ]

Ссылки [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

• Описание файловой системы FAT32 : статья 154997 базы знаний Майкрософт
• MS-DOS: ограничения каталогов и подкаталогов : статья 39927 базы знаний Майкрософт
• Обзор файловых систем FAT, HPFS и NTFS : статья 100108 базы знаний Майкрософт
• Microsoft Technet; Ограничения на объем и размер файлов для файловых систем FAT , копия, сделанная Internet Archive Wayback Machine, статьи со сводкой ограничений в FAT32, которая больше не доступна на веб-сайте Microsoft.
• Чен, Раймонд ; Microsoft TechNet: краткая и неполная история FAT32
• Fdisk не распознает жесткие диски размером более 64 ГБ в полный размер : статья 263044 базы знаний Майкрософт
• Microsoft Windows XP: FAT32 Файловая система , копированиесделанное Internet Archive «s Wayback Machine из статьи с резюме ограничений в файловойFAT32которая больше не доступна на вебсайте Microsoft.