FAT32文件系统详细分析 （续FAT文件系统详解）
3.1 保留区分析
3.1.1 BPB(BIOS Parameter Block) 及BS区分析
3.1.2 FSInfo 结构扇区分析
3.1.3 引导扇区剩余扇区
3.1.4 备份引导扇区
3.1.5 保留区剩余区域
3.2 分区偏移及大小计算
3.3 FAT区分析：
3.3.1 FAT1
3.3.2 FAT2
3.4 数据区分析：
续上一篇文章 : FATFS文件系统详解:关于如SD卡、SD nand、spi nor flash等众多存储设备
在上一篇文章，我们已经对FAT文件系统有了一个详细的介绍，但由于FAT文件系统由历史发展，存在FAT12/16/32三种系统，在上一篇文章中采用的是FAT16系统作为实例进行的分析，而FAT32系统存在些许差异，且FAT32文件系统在当前应用广泛，因此特补充此篇博文，完善FAT32的示例分析。
申请到雷龙发展代理的CS创世 贴片 SD Card (SD NAND) 样品，做出测试，分享一下,该公司SD NAND 二代产品介绍可以参考如下地址http://longsto.com/product/list-39.html,有1Gb,4Gb,32Gb,64Gb的容量可选,我这里申请到的是两片32Gb的芯片和测试板.
2.1 格式化SD nand / SD卡，强制采用FAT32格式，分配每个簇大小为2048Byte，同时为了避免其他原有数据干扰，我们此处取消快速格式化。
2.2 使用 WinHex 打开分析
FAT文件系统布局图如下，和FAT16上有些许差别：
3.1 保留区分析
保留区分为引导扇区、备份引导扇区及其他字段，具体数据段分析如下。
[]( "SD NAND,贴片式TF卡,贴片式SD卡,北京君正,nor flash,存储,芯片,主控,小尺寸emmc,大容量SLC Nand,语音芯片,语音识别,语音控制,语音模块,离线语音")3.1.1 BPB(BIOS Parameter Block) 及BS区分析
BPB及BS参数内容数据如下：
以上是FAT12/16/32公共字段，接下来是FAT32独有字段
3.1.2 FSInfo 结构扇区分析
FSInfo 数据结构为FAT32系统所特有，其目的是记录FAT32系统上剩余的簇数量以及下一个空闲簇数据；以避免扫描整个磁盘搜索导致的时间浪费。
FSInfo数据偏移可从引导扇区内的 BPB_FSInfo 参数获取，此处为 1，因此 FSInfo 数据偏移为1个扇区，对应512Byte，0x200地址处。FSInfo数据结构如下：
内容如下：
3.1.3 引导扇区剩余扇区
FAT32引导扇区总共有三个512Byte的扇区构成。BPB、BS、FSInfo字段已使用了2个扇区，还剩有一个扇区未使用，字段为0，如下图所示，需要注意的是，此扇区在偏移值510处依旧存在尾部签名0xAA55。
引导扇区剩余字段，为非有效字段，采用0x00填充。
3.1.4 备份引导扇区
相比FAT12/16，FAT32系统上存在引导扇区的备份，此块区域偏移参考引导扇区内BPB_BkBootSec字段，当前引导扇区内此参数值为6， 因此在当前文件系统内，备份引导扇区的偏移为 6号扇区，对应偏移地址为 BPB_BkBootSec * BPB_BytsPerSec = 6 * 512Byte = 3072Byte = 0xC00
3.1.5 保留区剩余区域
在FAT32系统中，保留区除了 BPB区域、FSInfo区域以及这两个区域的备份区域外，还有一部分区域，目前我没找到此区域的作用，我理解为此块区域是作为某种引导程序，数据内容如下：
关于此块区域，欢迎大家在评论区讨论！
此外，还有一处区域的存在也欢迎大家讨论，即FSInfo扇区后面的一个扇区，只有看到尾部签名，其他数据为空，目前也未找到此处有关说明，后续清楚后会在此补充，亦欢迎大家在评论区讨论！
3.2 分区偏移及大小计算
知道BPB参数内容之后，便可以进行分区偏移及大小计算了！
各分区偏移地址及大小如下：
关于FAT区，通常存在一个以上的FAT，如此处所格式化的sd卡便存在两个FAT，对应的偏移地址和大小如下：
注意：在FAT32系统中，根目录区不存在，但依旧存在根目录，不过是根目录作为数据区的一部分！
3.3 FAT区分析：
FAT32系统与FAT12/16系统在FAT区数据一个显著差别是：FAT32每条FAT条目占32bit，FAT16占16个bit，FAT12占12bit。关于此部分更详细描述，可参考上一篇：FAT文件系统详解（点击跳转！） 的 4.3 章节！
3.3.1 FAT1
FAT1偏移地址：0x22 2C00
数据内容如下：
3.3.2 FAT2
FAT2是FAT1的备份，偏移地址：=0x31 1600=
数据内容与FAT1一致，如下：
3.4 数据区分析：
偏移地址：=0x40 0000=
由参数BPB_RootClus可知，数据区第一个簇是2号簇。
打开数据区的第一个簇，里面存放的内容便是根目录的内容！这也就是为什么FAT32没有根目录区，但依旧存在根目录的实现方式。数据内容如下：
之后我们看到3号簇的内容：
数据字段如下图所示，由于在上一篇博文中已对长短文件名每个字段进行过细致分析，此处不再做过度分析，仅抽取关键字段进行分析，如下图所示：
之后切换到4号簇和5号簇，可以查看到对应数据：
从6号簇开始便没有在使用，均为空闲簇，对应上 FSInfo 结构内 FSI_Nxt_Free 字段的内容。
相比FAT16系统，FAT32文件系统在保留区有了更多的设计：
1）增加了引导扇区的备份，异常掉电等情况下可恢复性更强；
2）增加了FSInfo结构，对于大容量flash访问将更加高效；
此外FAT32系统取消了根目录区，将根目录移至数据区，根目录与普通目录本来就没有什么区别，确实也不用单独分一个区存放，提高了一致性。
关于数据的存储思想，依旧保持不变：FAT区内的FAT条目通过簇链记录扇区使用情况及文件占用的扇区情况；数据区内目录和文件都作为文件，通过目录这一类特殊文件，描述文件属性以及实际文件内容存放的簇的方式，将整个文件管理起来。
综上，便是FAT32格式文件系统的详细解析，欢迎大家评论区进行积极讨论与反馈！！！
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