FAT 파일 시스템 설계

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FAT 파일 시스템은 특정 유형의 컴퓨터 파일 시스템 아키텍처 및 이를 사용하는 업계 표준 파일 시스템 패밀리입니다.

FAT 파일 시스템은 단순하고 ^[3]견고한 레거시 파일 시스템입니다.매우 가벼운 구현에서도 뛰어난 성능을 제공하지만 일부 최신 파일 시스템과 동일한 성능, 신뢰성 및 확장성을 제공할 수 없습니다.그러나 현재 개발된 거의 모든 운영체제와 많은 가정용 컴퓨터, 모바일 장치 및 임베디드 시스템에서 호환성을 이유로 지원되므로 1981년부터 현재까지 거의 모든 유형과 연령대의 컴퓨터와 장치 간의 데이터 교환에 적합한 파일 시스템입니다.

FAT는 1977년에 플로피 디스크에 사용하기 위해 설계되었으며 20년 동안 DOS 및 Windows 9x 시대에 걸쳐 거의 보편적으로 하드 디스크에 적용되어 사용되었습니다.오늘날 FAT 파일 시스템은 여전히 플로피 디스크, USB 스틱, 플래시 및 기타 솔리드 스테이트 메모리 카드와 모듈, 그리고 많은 휴대용 및 임베디드 장치에서 흔히 볼 수 있습니다.DCF는 ^[4]1998년부터 디지털 카메라의 표준 파일 시스템으로 FAT를 구현하고 있습니다.FAT는 EFI 시스템 파티션(파티션 타입)에도 사용됩니다.EFI 준거 컴퓨터의 부트 스테이지에 있는 0xEF).

플로피 디스크의 경우 FAT는 ECMA-107^[5] 및 ISO/IEC 9293:1994^[6](ISO 9293:1987을 대체^[7])로 표준화되어 있습니다.이러한 규격은 짧은 8.3 파일 이름만 지원하는 FAT12 및 FAT16을 대상으로 하며, VFAT를 사용하는 긴 파일 이름은 부분적으로 ^[8]특허가 부여됩니다.구글 특허에 따르면 2019년 '길고 짧은 파일명을 위한 공통 이름공간'(US5758352A)의 상태가 만료돼 특허가 완전히 ^[9]만료될 가능성이 있다.

기술 개요

파일 시스템의 이름은 파일 시스템이 포맷할 때 정적으로 할당된 인덱스 테이블인 파일 할당 테이블을 자주 사용하는 데서 유래합니다.테이블에는 디스크 스토리지의 연속 영역인 각 클러스터의 엔트리가 포함되어 있습니다.각 항목에는 파일의 다음 클러스터 번호 또는 파일의 끝, 사용되지 않은 디스크 공간 또는 디스크의 특수 예약 영역을 나타내는 마커가 포함됩니다.디스크의 루트 디렉토리에는 그 디렉토리에 있는 각 파일의 첫 번째 클러스터 번호가 포함되어 있습니다.그러면 운영체제는 FAT 테이블을 통과하여 파일 끝에 도달할 때까지 디스크 파일의 각 연속된 부분의 클러스터 번호를 클러스터 체인으로 조회할 수 있습니다.거의 같은 방법으로 서브 디렉토리는 각 파일의 디렉토리 엔트리를 포함하는 특수 파일로 구현됩니다.

원래 8비트 파일 시스템으로 설계되었지만 Disk 드라이브가 발전함에 따라 클러스터의 최대 수가 크게 증가하여 각 클러스터를 식별하는 데 사용되는 비트 수가 증가했습니다.연속되는 FAT 형식의 메이저버전은 테이블 요소 비트 수(12(FAT12), 16(FAT16) 및 32(FAT32)를 따서 명명됩니다.원래의 8비트 FAT 전구체를 제외하고, 이러한 각 변형은 여전히 사용되고 있습니다.FAT 표준은 일반적으로 기존 소프트웨어와의 하위 호환성을 유지하면서 다른 방법으로도 확장되었습니다.

레이아웃

FAT 파일 시스템은 다음 4개의 영역으로 구성됩니다.

예약 섹터

첫 번째 예약된 섹터(논리 섹터 0)는 부트 섹터(볼륨 부트 레코드 또는 단순 VBR이라고도 함)입니다.여기에는 BIOS Parameter Block(BPB; 파라미터 블록)이라고 불리는 영역이 포함되어 있습니다.이 영역에는 기본적인 파일 시스템 정보, 특히 파일 시스템의 유형과 다른 섹션의 위치에 대한 포인터가 포함되어 있으며 일반적으로 운영 체제의 부트 로더 코드가 포함되어 있습니다.

부트 섹터로부터의 중요한 정보는 DOS 및 OS/2에서 드라이브 파라미터 블록(DPB)이라고 불리는 운영체제 구조를 통해 접근할 수 있습니다.

예약된 섹터의 총 개수는 부트 섹터 내의 필드에 나타나며, FAT32 파일 시스템에서는 ^[10]보통 32개입니다.

FAT32 파일 시스템의 경우 예약된 섹터에는 논리 섹터 1의 파일 시스템 정보 섹터와 논리 섹터 6의 백업 부트 섹터가 포함됩니다.

다른 많은 벤더가 부트스트랩 로더에 대해 싱글 섹터 셋업(논리 섹터 0만)을 계속 사용하고 있는 가운데, FAT32가 도입된 이후, 마이크로소프트의 부트 섹터 코드는 논리 섹터 0과 논리 섹터 2의 서브루틴에 의존해 논리 섹터 0으로 확대되고 있습니다.백업 부트 섹터 영역도 3개의 논리 섹터 6, 7, 8로 구성됩니다.경우에 따라 Microsoft는 확장 부트 로더용으로 예약된 섹터 영역의 섹터 12도 사용합니다.

FAT 지역

일반적으로 디스크 복구 유틸리티에서도 거의 사용되지 않지만 이중화 검사를 위해 파일 할당 테이블의 복사본이 2개 포함되어 있습니다.

파일 및 디렉토리에서 사용되는 클러스터를 나타내는 데이터 영역 맵입니다.FAT12 및 FAT16에서는 즉시 예약된 섹터를 따릅니다.

일반적으로 추가 복사본은 쓰기 시 엄격한 동기화 상태로 유지되며, 읽기 시 첫 번째 FAT에서 오류가 발생한 경우에만 사용됩니다.

맵의 첫 번째 2개의 클러스터(클러스터 0과 1)에는 특별한 값이 포함되어 있습니다.

루트 디렉토리 영역

이것은 루트 디렉토리에 있는 파일 및 디렉토리에 대한 정보를 저장하는 디렉토리 테이블입니다.FAT12 및 FAT16에서만 사용되며, 이 볼륨 작성 시 사전 할당되는 고정 최대 크기를 루트 디렉토리에 적용합니다.FAT32는 루트 디렉토리를 파일 및 기타 디렉토리와 함께 데이터 영역에 저장하므로 이러한 제약 없이 확장할 수 있습니다.따라서 FAT32의 경우 데이터 영역이 여기서 시작됩니다.

데이터 영역

여기에는 실제 파일 및 디렉토리 데이터가 저장되며 파티션의 대부분을 차지합니다.일반적으로 데이터 영역의 사용되지 않는 부분은 IBM 호환 시스템에서 포맷하는 동안 INT 1Eh의 Disk Parameter Table(DPT)에 따라 0xF6의 필러 값으로 초기화되지만 Atari 포트폴리오에서도 사용됩니다.일반적으로 8인치 CP/M 플로피에는 0xE5 ^[11]값이 미리 포맷되어 있습니다.디지털^[12] 리서치를 통해 이 값은 Atari ST 포맷된 ^{[nb 1]}플로피에도 사용되었습니다.Amstrad는 대신 0xF4를 사용했습니다.일부 최신 포메터는 0x00의 값을 사용하여 하드 디스크를 지우는 반면, 플래시 메모리에서는 0xFF(프로그램되지 않은 플래시 블록의 기본값)를 사용하여 마모를 줄입니다.후자의 값은 일반적으로 ROM 디스크에서도 사용됩니다(일부 고급 포맷툴에서는 포맷필러 바이트를 설정할 수 있습니다).^{[nb 2]}

파일 및 하위 디렉토리의 크기는 FAT에서 파일 체인에 링크를 추가하는 것만으로 임의로 늘릴 수 있습니다.파일은 클러스터 단위로 할당되므로 1KB 파일이 32KB 클러스터에 있으면 31KB가 낭비됩니다.

FAT32는 일반적으로 데이터 영역의 첫 번째 클러스터인 클러스터 번호 2에서 루트 디렉토리 테이블을 시작합니다.

FAT는 헤더 내의 모든 엔트리(Atari ST 부트섹터 상의 일부 엔트리 제외)^[12] 및 FAT에 리틀엔디안 형식을 사용합니다.클러스터 수에 필요한 수보다 많은 FAT 섹터를 할당할 수 있습니다.대응하는 클러스터가 없는 경우 각 FAT 복사본의 마지막 섹터 끝을 사용하지 않을 수 있습니다.총 섹터 수(부트 레코드에 기재된 바와 같이), 데이터(클러스터 × 클러스터당 섹터 수), FAT(FAT당 FAT × 섹터 수), 루트 디렉토리(FAT32의 경우 n/a) 및 부트 섹터를 포함한 숨겨진 섹터 수보다 클 수 있습니다.이 경우 볼륨 끝에 사용되지 않는 섹터가 발생합니다.파티션에 파일시스템이 점유하는 섹터의 합계수보다 많은 섹터가 포함되어 있는 경우는, 파티션의 마지막에 볼륨 후에 미사용 섹터가 됩니다.

예약 섹터 영역

부트 섹터

플로피 디스크와 같이 파티션이 없는 스토리지 디바이스에서는 부트 섹터(VBR)가 첫 번째 섹터(물리 CHS 주소 0/0/1 또는 LBA 주소 0의 논리 섹터 0)입니다.하드 디스크와 같은 파티션 스토리지 디바이스의 경우 부팅 섹터는 디바이스의 파티션 테이블에 지정된 파티션의 첫 번째 섹터입니다.

DOS 2.0 이후 IBM 호환 x86 시스템에 대해 대부분의 FAT 버전에서 사용되는 부트 섹터의 일반적인 구조는 다음과 같습니다.

FAT 형식의 Atari ST 플로피는 부트 섹터 레이아웃이 매우 유사합니다.

FAT12 형식의 MSX-DOS 볼륨은 매우 유사한 부트 섹터 레이아웃을 가지고 있습니다.

BIOS 파라미터 블록

DOS 2.0 이후 FAT 버전에서 사용되는 BIOS 파라미터 블록(BPB)의 첫 25바이트의 공통 구조(섹터 오프셋 0x00B ~0x017 바이트는 DOS 2.0 이후 저장되지만 DOS 3.2 이전에서는 항상 사용되지 않으며 DOS 3.0 이후에서는 0x018 ~0x01B 값이 사용됩니다).

DOS 3.0 BPB:

다음의 확장 기능은 DOS 3.0 이후에 문서화되어 있습니다만, DOS 2.11 ^[32]의 일부의 문제에 의해서 이미 서포트되고 있습니다.MS-DOS 3.10 은 DOS 2.0 포맷을 서포트하고 있습니다만, DOS 3.0 포맷도 사용할 수 있습니다.

DOS 3.2 BPB:

공식적으로는 MS-DOS 3.20은 여전히 DOS 3.0 형식을 사용하지만,SYS그리고.FORMAT는 이미 6바이트 긴 포맷을 지원하도록 조정되었습니다(모든 엔트리가 사용되지 않았습니다).

DOS 3.31 BPB:

공식적으로 DOS 3.31과 함께 소개되고 DOS 3.2에서 사용되지 않는 일부 DOS 3.2 유틸리티는 이미 이 새로운 형식을 인식하도록 설계되었습니다.공식 문서에서는 오프셋 0x013의 논리 섹터 엔트리가 0인 경우에만 이러한 값을 신뢰할 것을 권장합니다.

간단한 수식은 볼륨의 지정된 클러스터 번호를 변환합니다.CN논리적인 섹터 번호로LSN다음과 같습니다.^[5][6][7]

1. 결정 (1회)SSA=RSC+FN×SF+ceil((32×RDE)/SS)(예약 섹터 수)RSC오프셋 0x00E에 저장되며, FAT의 수FN오프셋 0x010에서 FAT당 섹터는SF오프셋 0x016(FAT12/FAT16) 또는 0x024(FAT32)에서는 루트 디렉토리 엔트리가RDE오프셋 0x011에서 섹터 크기SS오프셋 0x00B에서ceil(x)정수로 반올림합니다.
2. 결정하다LSN=SSA+(CN−2)×SC클러스터당 섹터 수:SC는 오프셋 0x00D에 저장됩니다.

분할되지 않은 미디어에서는 볼륨의 숨겨진 섹터 수가 0이므로LSN그리고.LBA볼륨의 논리 섹터 크기가 기본 미디어의 물리적 섹터 크기와 동일한 한 주소가 동일하게 됩니다.이러한 조건에서는, 다음의 2개의 서버간에 간단하게 번역할 수 있습니다.CHS주소 및LSNs또, 다음과 같이 합니다.

LSN=SPT×(HN+(NOS×TN))+SN−1트랙당 섹터 수SPT오프셋 0x018에 저장되며 변의 수는NOS오프셋 0x01A에 있습니다.트랙 번호TN, 헤드 번호HN, 및 섹터 번호SN실린더 헤드 섹터에 대응합니다.이 공식은 기존의 CHS에서 LBA로의 변환을 나타냅니다.

확장 BIOS 파라미터 블록

OS/2 1.0 및 DOS 4.0 이후 FAT12 및 FAT16에서 사용된 추가 구조(EBPB라고도 함) (섹터 오프셋 0x024 이하 바이트는 DOS 3.31 BPB와 동일)

FAT32 확장 BIOS 파라미터 블록

기본적으로 FAT32는 28바이트를 EBPB에 삽입한 후 FAT12 및 FAT16의 나머지 26바이트(경우에 따라서는 7바이트)를 삽입합니다.Microsoft 및 IBM 운영 체제는 사용된 BPB 형식이나 지정된 파일 시스템 유형이 아닌 클러스터 수에 따라 볼륨에서 사용되는 FAT 파일 시스템의 유형을 결정합니다. 즉, 기술적으로 FAT12 및 FAT16 볼륨에도 "FAT32 EBPB"를 사용하고 소규모 FAT32 볼륨에도 DOS 4.0 EBPB를 사용할 수 있습니다.이러한 볼륨은 Windows 운영체제에 의해 몇 가지 이상한 ^{[nb 8]}상황에서 생성되므로 운영체제는 이러한 하이브리드 형식에 대응할 수 있도록 준비해야 합니다.

예외

3.2 이전 버전의 DOS는 BPB가 존재하더라도 FAT12 디스켓 포맷을 결정하기 위해 BPB의 미디어 기술자 바이트 또는 첫 번째 FAT의 클러스터 0의 FAT ID 바이트에 전적으로 또는 부분적으로 의존했습니다.발견된 FAT ID와 감지된 드라이브 유형에 따라 BPB에 ^{[nb 3]}실제로 저장된 값을 사용하는 대신 다음 BPB 프로토타입 중 하나를 사용합니다.

원래, FATID모든 비트 비트 2을 제외하고 세트랑 비트 플래그 80트랙(40트랙 vs.)형식을 나타내기 위해, 좀 19부문(8부문 대)포맷을 표시하고 비트 0은 세로 방향(대에서 양면)format,[14]을 나타내기 위해 해결되지만 이 계획 모든 OEM에 의해고 구식이 적용되지 않았 해결을 의미했다. intr하드 디스크와 고밀도 포맷의 중복 배제.또, 86-DOS 와 MS-DOS 로 서포트되고 있는 다양한 8 인치 포맷은, 이 스킴에 적합하지 않습니다.

Microsoft 에서는, FAT ID 0xFE 의 2 개의 8 인치 형식을 단일 밀도 주소 마크를 읽어 보는 것으로 구별하는 것을 추천합니다.에러가 발생했을 경우는, 배지 밀도가 ^[30]2배로 되어 있을 필요가 있습니다.

이 표에는 86-DOS에서 지원되는 호환성이 없는8인치 및 5.25인치 FAT12 플로피 포맷이 다수 나열되어 있지 않습니다.디렉토리 엔트리의 크기(16바이트와 32바이트) 또는 예약된 섹터 영역 범위(몇 개의 전체 트랙과 1개의 논리 섹터만)가 다릅니다.

Ablot PC 및 F1e용^[38] MS-DOS에서 사용되는 315KB FAT12 형식의 싱글사이드 구현은 해당 컴퓨터의 비IBM 호환 BIOS에 맞게 부트 섹터 레이아웃이 달랐습니다.점프 명령과 OEM 이름은 생략되었으며 MS-DOS BPB 파라미터(표준 부트섹터의 오프셋 0x00B-0x017)는 오프셋 0x050에 있습니다.Portable, F1, PC duo 및 Xi FD는 ^[38]대신 비표준 양면 720KB FAT12 형식을 지원했습니다.부트 섹터 레이아웃과 미디어 ID의 차이로 인해 이러한 포맷은 다른 많은 운영 체제와 호환되지 않습니다.이러한 형식의 지오메트리 파라미터는 다음과 같습니다.

• 315KB: 논리 섹터당 바이트 수: 512바이트, 클러스터당 논리 섹터 수: 1, 예약된 논리 섹터 수: 1, 루트 디렉토리 엔트리 수: 128, 총 논리 섹터 수: 630, FAT ID: 0xFC, FAT당 논리 섹터 수: 2, 트랙당 물리 섹터 수: 9, 헤드 수:^[38][39] 1
• 720KB: 논리 섹터당 바이트 수: 512바이트, 클러스터당 논리 섹터 수: 2, 예약된 논리 섹터 수: 1, 루트 디렉토리 엔트리 수: 176, 총 논리 섹터 수: 1440, FAT ID: 0xFE, FAT당 논리 섹터 수: 3, 트랙당 물리 섹터 수: 9, 헤드 수: ^[38]2

이후 버전의 살구 MS-DOS는 표준 부트 섹터뿐만 아니라 살구 섹터에서도 디스크를 읽고 쓸 수 있게 되었습니다.이러한 포맷은 Act 시리즈용 DOS Plus 2.1e/g에서도 지원되고 있습니다.

BBC Master 512용 DOS Plus 어댑테이션은 기존의 부트 섹터를 전혀 사용하지 않는 80 트랙, 양면, 2 밀도 5.25인치 드라이브에서 2개의 FAT12 포맷을 지원했습니다.800KB 데이터 디스크는 부트 섹터를 생략하고 ^[39]FAT의 단일 복사본으로 시작합니다.논리 섹터 0에서 재배치된 FAT의 첫 번째 바이트를 사용하여 디스크 용량을 확인했습니다.640KB의 부트 디스크는 부트 로더가 포함된 소형 ADFS 파일 시스템으로 시작되었으며, 그 다음에 단일 ^[39][40]FAT가 이어졌습니다.또, 640 KB 의 형식은, 0 으로 시작하는 물리적인 CHS 섹터 번호(공통으로서 1이 아님)와 sector-track-head(공통으로서 ^[40]sector-head-track이 아님)의 순서로 섹터를 증가시키는 것에 의해서 다릅니다.FAT는 다음 트랙의 시작 부분에서 시작되었습니다.이러한 차이로 인해 다른 운영 체제에서는 이러한 형식을 인식할 수 없습니다.이러한 형식의 지오메트리 파라미터는 다음과 같습니다.

• 800KB: 논리 섹터당 바이트 수: 1024바이트, 클러스터당 논리 섹터 수: 1, 예약된 논리 섹터 수: 0, 루트 디렉토리 엔트리 수: 192, 총 논리 섹터 수: 800, FAT ID: 0xFD, FAT당 논리 섹터 수: 2, 트랙당 물리 섹터 수: 5, 헤드 수: ^[39][40]2
• 640KB: 논리 섹터당 바이트 수: 256바이트, 클러스터당 논리 섹터: 8, 예약된 논리 섹터: 16, FAT 수: 1, 루트 디렉토리 엔트리: 112, 총 논리 섹터: 2560, FAT ID: 0xFF, FAT당 논리 섹터: 2, 트랙당 물리 섹터: 16, 헤드 수: ^[39][40]2

마스터 512용 DOS Plus는 논리 섹터 1의 FAT 첫 번째 바이트를 사용하여 180KB 또는 360KB로 포맷된 표준 PC 디스크에 액세스할 수도 있습니다.

DEC Rainbow 100(모든 종류)은 80트랙 싱글사이드 쿼드밀도 5.25인치 드라이브에서 1개의 FAT12 포맷을 지원했습니다.처음 2개의 트랙은 부트로더용으로 예약되어 있었지만 MBR이나 BPB는 포함되어 있지 않았습니다(MS-DOS는 대신 정적 메모리 내 BPB를 사용했습니다).부트 섹터(트랙 0, 사이드 0, 섹터 1)는 DI 0xF3으로 시작하는 Z80 코드입니다.8088 부트스트랩은 Z80에 의해 로드되었습니다.트랙 1, 사이드 0, 섹터 2는 미디어/FAT ID 바이트 0xFA로 시작합니다.포맷되지 않은 디스크는 대신 0xE5를 사용합니다.파일 시스템은 트랙 2, 사이드 0, 섹터 1에서 시작됩니다.루트 디렉토리에는 2개의 FAT 복사본과 96개의 엔트리가 있습니다.또한 2:1 섹터 인터리빙을 실행하기 위한 물리적 트랙과 논리적 트랙 매핑이 있습니다.디스크는 예약된 트랙 다음에 각 트랙에서 1~10의 순서로 물리 섹터로 포맷되었지만, 1~10의 논리 섹터는 물리 섹터 1, 6, 2, 7, 3, 8, 4, 9, 5, ^[41]10에 저장되었습니다.

FS 정보 부문

FAT32에서는 특정^[42] 작업의 액세스 시간(특히 빈 공간 확보)을 단축하기 위해 "FS 정보 섹터"가 도입되었습니다.FAT32 EBPB 부트레코드에서 지정된 논리 섹터 번호(0x030)에 있습니다(보통은 논리 섹터 1, 부트레코드 직후).

섹터의 데이터는 오래된 것으로, 현재의 미디어 컨텐츠를 반영하고 있지 않을 가능성이 있습니다.이는 모든 운영체제가 이 섹터를 업데이트 또는 사용하는 것은 아니기 때문입니다.또, 업데이트 한다고 해도, 볼륨을 올바르게 마운트 해제하지 않고 미디어를 이젝트했을 경우나, 전원 장해 후에 미디어가 이젝트 되었을 때는, 컨텐츠가 무효가 되기 때문입니다.따라서 operating system은 먼저 클러스터 1의 FAT 엔트리 또는 FAT32 EBPB에 있는 옵션의 셧다운 상태 비트 플래그를 검사하고 FS 정보 섹터에 저장된 데이터가 이전에 볼륨이 올바르게 마운트 해제되지 않았음을 나타내는 경우 무시해야 합니다.이로 인해 첫 번째 빈 공간 쿼리 또는 데이터 클러스터 할당 속도 저하 이외의 문제는 발생하지 않습니다. 플래그멘테이션을 참조하십시오.

이 섹터가 FAT32 볼륨에 있는 경우 최소 허용 논리 섹터 크기는 512바이트이고 그렇지 않은 경우 128바이트입니다.일부 FAT32 구현에서는 오프셋 0x030의 엔트리에 0xFFFF^[26](또는 0x0000) 값을 지정함으로써 FS 정보 섹터를 옵션으로 함으로써 Microsoft 사양의 약간의 변화를 지원합니다.

파일 할당 테이블

클러스터 맵

볼륨의 데이터 영역은 연속된 공간의 작은 블록인 동일한 크기의 클러스터로 분할됩니다.클러스터 크기는 사용하는 FAT 파일 시스템의 유형과 드라이브의 크기에 따라 달라집니다.일반적으로 클러스터 크기는 2 ~^[43]32 KiB입니다.

각 파일은 크기에 따라 하나 이상의 클러스터를 차지할 수 있습니다.따라서 파일은 클러스터 체인(단일 링크 목록이라고 함)으로 표시됩니다.이러한 클러스터는 디스크 표면에 서로 인접한 위치에 저장되지 않고 데이터 영역 전체에 걸쳐 단편화되는 경우가 많습니다.

FAT 파일시스템의 각 버전은 FAT 엔트리에 다른 크기를 사용합니다.수치가 작을수록 FAT는 작아지지만 대규모 클러스터에 할당해야 하므로 큰 파티션의 공간이 낭비됩니다.

FAT12 파일시스템은 FAT 엔트리당 12비트를 사용합니다.따라서 2개의 엔트리는 3바이트에 걸쳐 있습니다.이는 항상 리틀엔디안입니다.이 3바이트를 1개의 리틀엔디안 24비트 수치로 간주할 경우 최하위 12비트는 첫 번째 엔트리(클러스터 0 등)를 나타내고 최상위 12비트는 두 번째 엔트리(클러스터 1)를 나타냅니다.즉, 행 내 첫 번째 클러스터의 하위 8비트는 제1바이트에 격납되어 있는 반면, 상위 4비트는 제2바이트의 하위 4비트는 제2바이트의 상위 8비트에 격납부된 후속 클러스터의 하위 4비트는 두 번째 바이트의 상위 8비트에 저장된다.

FAT16 파일시스템은 FAT 엔트리당 16비트를 사용하기 때문에 1개의 엔트리는 리틀엔디안 바이트 순서로 2바이트에 걸쳐 있습니다.

FAT32 파일시스템은 FAT 엔트리당 32비트를 사용하기 때문에 1개의 엔트리는 리틀엔디안 바이트 순서로 4바이트에 걸쳐 있습니다.각 엔트리의 4개의 상위 비트는 다른 목적으로 예약되어 있습니다.포맷 중에 클리어되므로 변경하지 마십시오.엔트리를 28비트클러스터 주소로 해석하기 전에 이들 엔트리를 마스킹해야 합니다.

파일 할당 테이블(FAT)은 예약된 섹터 영역 바로 뒤에 이어지는 연속된 섹터 수입니다.볼륨의 각 클러스터에 매핑되는 항목 목록을 나타냅니다.각 엔트리는 다음 5가지 중 하나를 기록합니다.

• 사슬의 다음 군집의 군집 번호
• 사슬의 끝을 나타내는 클러스터 체인(EOC)의 특별한 끝
• 불량 집단을 표시하기 위한 특별 항목
• 클러스터가 사용되지 않음을 나타내는 0

초기 버전의 DOS가 파일 시스템을 인식하려면 시스템이 볼륨에서 부팅되었거나 볼륨의 FAT가 볼륨의 두 번째 섹터(물리 CHS 주소 0/0/2 또는 LBA 주소 1)에서 시작되어야 합니다. 즉, 부트 섹터 직후에 시작됩니다.운영체제는 유효한 BPB가 없는 DOS 1.0-1.1 FAT 디스켓의 FAT 클러스터 0 엔트리에서 FAT ID를 찾기 위해 FAT의 유선 위치를 가정합니다.

특별 엔트리

FAT의 처음 2개의 엔트리는 특별한 값을 저장합니다.

첫 번째 엔트리(FAT의 클러스터 0)는 MS-DOS 1.20 및 PC DOS 1.1 이후의 FAT ID(0xF1-0xF7 예약 시 0xF0-0xFF)를 비트7-0으로 유지하고 있습니다.이것은 부트 섹터의 BPB에도 오프셋되어 있습니다.이 엔트리의 나머지 4비트(FAT12의 경우), 8비트(FAT16의 경우) 또는 20비트(FAT32)는 항상 1입니다.이들 값은 엔트리가 값 0을 유지하는 모든 데이터 클러스터의 "트랩 올" 엔드 오브 체인 마커로도 기능하도록 배열되었습니다.또한 0xFF(및 0x00) 이외의 FAT ID의 경우 파일 시스템 드라이버에 의해 사용되는 올바른 니블 및 바이트 순서를 결정할 수 있지만 FAT 파일 시스템은 공식적으로 리틀 엔디안 표현만을 사용하고 빅 엔디안 값을 사용하는 바리안트 구현은 알려져 있지 않습니다.86-DOS 0.42 ~ MS-DOS 1.14 까지는 FAT ID 대신 유선 드라이브 프로파일을 사용했지만 이 바이트를 사용하여 86-DOS 0.42 이전에 사용되었기 때문에 32바이트 또는 16바이트 디렉터리 엔트리로 포맷된 미디어를 구분했습니다.

두 번째 엔트리(FAT의 클러스터 1)에는 포메이터가 사용하는 클러스터 체인 종료 마커가 명목상 저장되지만 일반적으로는 0xFF/0xFFFF/0x0FFFF가 유지됩니다.즉, FAT32 볼륨의 비트 31~28을 제외하고, 이러한 비트는 항상 설정됩니다.다만, 일부의 Microsoft operating system에서는, 볼륨이 실행중의 operating system을 보관 유지하는 볼륨이 아닌 경우는, 이러한 비트를 설정합니다(즉,^[44] 여기서는 0x0FFFFFF 대신에 0xFFFFFF 를 사용합니다).(대체 엔드 오브 체인 마커와 조합하여 최소 허용 엔드 오브 체인 마커 0xFF8 / 0xFF8 / 0x에 대해 최소 비트 2.0이 0이 될 수 있습니다.FFFFF8. 클러스터 0xFF0/0xFF0/0x의 경우 비트3도 예약해야 합니다.FFFFF0 이후는 공식적으로 예약되어 있습니다.일부 운영체제시스템에서는 이들 비트가 설정되어 있지 않으면 일부 볼륨을 마운트할 수 없는 경우가 있습니다.따라서 디폴트 엔드 오브 체인마커를 변경하지 마십시오.DOS 1과 DOS 2의 경우 엔트리는 향후 사용을 위해 예약된 것으로 문서화되었습니다.

DOS 7.1 이후 이 클러스터 엔트리의 최상위2비트는 FAT16 및 FAT32의 현재 볼륨상태를 나타내는 옵션비트 플래그를 2개 보유할 수 있지만 FAT12 볼륨에서는 보유할 수 없습니다.이러한 비트 플래그는 모든 운영 체제에서 지원되는 것은 아니지만, 이 기능을 지원하는 운영 체제에서는 이러한 비트가 셧다운되고 시작 시 가장 중요한 비트가 지워집니다.
볼륨을 마운트할 때 비트 15(FAT16 위) 또는 비트 27(FAT32 ^[45]위)가 설정되어 있지 않은 경우, 셧다운 또는 이젝트 전에 볼륨이 올바르게 마운트 해제되지 않았기 때문에 알 수 없고 "더러운" 상태입니다.^[31]FAT32 볼륨에서는 FS 정보 섹터가 오래된 데이터를 보유할 수 있으므로 사용하지 마십시오.운영체제는 일반적으로 볼륨 무결성을 확인하고 재정립하기 위해 다음^{[nb 10][45]} 부팅 시(리무버블 미디어 삽입 시 제외)에 SCANDISK 또는 CHKDSK를 실행합니다.
비트 14(FAT16의 경우) 또는 비트 26(FAT32의 ^[45]경우)을 클리어하면 OS 부팅 ^[45]시 디스크 I/O 오류가 발생하여 불량 섹터의 가능성이 있습니다.이 확장을 인식하는 운영 체제에서는 다음 부팅 ^[31][45]시 표면 스캔(SCANDISK)을 수행하기 위한 권장 사항으로 해석됩니다.(오프셋 0x1A의 FAT12/FAT16 EBPB 또는 오프셋 0x36의 FAT32 EBPB에도 같은 비트플래그가 존재합니다.볼륨을 마운트한 후에는 파일 시스템 드라이버가 클러스터 1 엔트리에 액세스할 수 있지만 볼륨이 마운트되지 않은 경우에도 EBPB 엔트리를 사용할 수 있으므로 디스크 블록 디바이스 드라이버나 파티션 툴에서 사용하기 쉽습니다.)

BPB의 FAT 수가 2로 설정되어 있지 않은 경우 첫 번째 FAT(클러스터 1)의 두 번째 클러스터 엔트리는 TFAT 인식 운영 체제의 TFAT 볼륨 상태를 반영할 수도 있습니다.해당 FAT 내의 클러스터 1 엔트리가 값 0을 유지하고 있는 경우, 이는 두 번째 FAT가 마지막으로 알려진 유효한 트랜잭션 상태를 나타내며 첫 번째 FAT를 통해 복사해야 함을 나타낼 수 있습니다.또한 모든 비트가 설정되어 있는 경우에는 첫 번째 FAT를 두 번째 FAT를 통해 복사해야 합니다.

일부 비표준 FAT12/FAT16 구현에서는 클러스터 1 엔트리를 사용하여 가변 크기 루트 디렉토리(일반적으로^[37] 2)의 시작 클러스터를 저장합니다.이 문제는 BPB 내의 루트디렉토리 엔트리의 수가 0을 유지하고 있는데 FAT32 EBPB가 발견되지 않은 경우(오프셋0x042에서 ^[27]시그니처 0x29 또는 0x28이 없는 경우) 발생할 수 있습니다.그러나 이 확장은 클러스터 1 엔트리의 다른 사용 가능성과 충돌하므로 메인스트림 운영 ^[27]체제에서는 지원되지 않습니다.이 확장이 0xFEF 미만인 FAT12 및 0x3FEF 클러스터 미만인 FAT16 볼륨에 대해서만 허용되는 경우 대부분의 경합을 배제할 수 있습니다.

처음 2개의 FAT 엔트리는 특별한 값을 저장하기 때문에 데이터 클러스터 0 또는1은 존재하지 않습니다.첫 번째 데이터 클러스터(FAT12/FAT16의 경우 루트 디렉토리 다음)는 클러스터 ^[37]2로, 데이터 영역의 시작을 나타냅니다.

클러스터 값

FAT 엔트리 값:

FAT32는 클러스터 번호에 28비트를 사용합니다.32비트 FAT 엔트리의 나머지 4비트는 보통 0이지만 예약되어 있으므로 그대로 두어야 합니다.표준 준거 FAT32 파일시스템 드라이버 또는 유지보수 툴은 상위 4비트를 0으로 할 필요가 없습니다.또, 이러한 비트가 다른 목적으로 사용될 가능성이 있는 장래의 확장에 대응하기 위해서, 클러스터 번호를 평가하기 전에, 그것들을 떼어낼 필요가 있습니다.새 클러스터를 할당할 때 파일 시스템 드라이버에 의해 지워지지 않고 다시 포맷할 때 지워져야 합니다.

크기 제한

FAT 파일 시스템의 FAT12, FAT16, FAT16B 및 FAT32는 클러스터 수와 클러스터당 섹터 수(1, 2, 4, ..., 128)에 따라 명확한 제한이 있습니다.섹터당 512바이트의 일반적인 값의 경우:

FAT12 요건: 1,024 클러스터마다 FAT 복사본당 3개의 섹터
FAT16 요건: 256 클러스터마다 FAT 복사본당 1개의 섹터
FAT32 요건: 128 클러스터마다 FAT 복사본당 1개의 섹터

FAT12 범위: 1~4,084 클러스터: FAT 복사당 1~12 섹터
FAT16 범위: 4,085 ~65,524 클러스터: FAT 복사당 16 ~256 섹터
FAT32 범위 : 65,525 ~268,435,444 클러스터 : FAT 복사당 512 ~2,097,152 섹터

FAT12 최소값 : 클러스터당 섹터x 1 클러스터 = 512 바이트 (0.5 KB)
FAT16 최소값 : 클러스터당 1 섹터 × 4,085 클러스터 = 2,091,126 바이트 (2,042.5 KB)
FAT32 최소값 : 클러스터당 1 섹터 × 65,525 클러스터 = 33,548,800 바이트 (32,762.5 KB)

FAT12 최대값 : 클러스터당 64 섹터 × 4,084 클러스터 = 133,824,127 바이트 (최대 127 MB)
[FAT12 최대값: 클러스터당 128 섹터 × 4,084 클러스터 = 267,694,024 바이트 (최대 255 MB)]

FAT16 최대값 : 클러스터당 64 섹터 × 65,524 클러스터 = 2,440,090,432 바이트 (1024,047 MB)
[FAT16 최대값: 클러스터당 128 섹터 × 65,524 클러스터 = 4,294,180,864 바이트 (1024,095 MB)]

FAT32 최대값 : 클러스터당8 섹터 × 268,435,444 클러스터 = 1,099,511,578,624 바이트 (1024 GB)
FAT32 최대값 : 클러스터당 16 섹터 × 268,173,557 클러스터 = 2,440,877,978,944 바이트 (8046 GB)
[FAT32 최대값 : 클러스터당 32 섹터 × 134,134,181 클러스터 = 2,134,949,333,504 바이트 (10247,GB)]
[FAT32 최대값 : 클러스터당 64 섹터 × 67,092,469 클러스터 = 2,440,486,024,192 바이트 (1024,047 GB)]
[FAT32 최대값: 클러스터당 128 섹터 × 33,550,420 클러스터 = 2,440,754,099,200 바이트(1,047 GB)]

범례: 268435444+3은 0x0FFFF7입니다.FAT32 버전 0은 32비트 클러스터 번호에서 28비트만 사용하고 클러스터 번호 0x0FFFF7은 불량 클러스터 또는 파일 끝에 플래그를 지정하며 클러스터 번호 0은 사용 가능한 클러스터에 플래그를 지정하고 클러스터 번호 1은 사용되지 ^[37]않습니다.마찬가지로 65524+3은 FAT16의 경우 0xFF7, FAT12의 경우 4084+3은 0xFF7입니다.클러스터당 섹터 수는 1바이트당 2개의 피팅 거듭제곱이며, 가장 작은 값은 1(0x01)이고, 가장 큰 값은 128(0x80)입니다.각 괄호 안의 행은 비정상 클러스터 크기 128을 나타냅니다.FAT32의 경우 클러스터 크기 32 또는 ^[49]64가 필요 이상으로 큽니다.

각 FAT32 엔트리는 32비트(4바이트)를 차지하기 때문에 최대 클러스터 수(268435444)에는 섹터 크기 512바이트의 2097152 FAT 섹터가 필요합니다.2097152는 0x200000으로 이 값을 저장하려면 2바이트가 넘어야 합니다.따라서 FAT32는 FAT16B 배리언트에 도입된 섹터의 총수에 대한 32비트 값 직후에 FAT32 부트 섹터에 새로운 32비트 값을 도입했습니다.

DOS 4.0에서 도입된 부트레코드 확장자는 매직40(0x28) 또는 41(0x29)부터 시작됩니다.통상, FAT 드라이버는, FAT12, FAT16, 및 FAT32 를 구별하기 위해서 클러스터의 수만을 조사합니다.부팅 레코드에서 FAT 배리언트를 식별하는 판독 가능한 문자열은 무시됩니다.이는 DOS 4.0 이후에 포맷된 미디어에만 존재하기 때문입니다.

클러스터당 디렉토리 엔트리의 수를 결정하는 것은 간단합니다.각 엔트리는 32바이트를 차지하므로 섹터 크기 512바이트에 대해 섹터당 16개의 엔트리가 생성됩니다.DOS 5RMDIR/RD명령어는 첫 번째 "를 삭제합니다..(이 디렉토리)와..서브디렉토리에 직접 (부모 디렉토리) 엔트리가 있기 때문에 FAT12의 경우 RAM 디스크의 섹터 사이즈 32가 가능하지만 클러스터당 2개 이상의 섹터가 필요합니다.DOS 4 확장이 없는 FAT12 부트 섹터는 최초로 불필요한 FAT16B 32비트 수의 숨겨진 섹터가 생기기 전에 29바이트가 필요합니다.이것에 의해, (RAM 디스크상의) 부트 코드에 3바이트가 남고, 모든 부트 섹터의 마지막에 매직 0x55 0xAA가 남습니다.Windows NT에서 지원되는 최소 섹터 크기는 128입니다.

Windows NT 운영체제에서는FORMAT명령어 옵션/A:128K그리고./A:256K최대 클러스터 크기에 대응합니다.0x80(128) 섹터 사이즈가 각각 1024 및 2048이다.공통 섹터 크기 512의 경우/A:64K클러스터당 128개의 섹터를 출력합니다.

각 ECMA-107^[5] 및 ISO/IEC 9293의^[6][7] 두 에디션 모두 최대 클러스터 수를 지정합니다. MAX공식에 의해 결정되다MAX=1+trunc((TS-SSA)/SC)및 클러스터 번호를 예약합니다.MAX+1최대 4086 (0xFF6, FAT12), 이후 65526 (0xFF6, FAT16)까지 지원.

Microsoft의 EFI FAT32 사양에서는^[10] 클러스터가 4085개 미만인 FAT 파일시스템은 FAT12, 클러스터가 65,525개 미만인 FAT 파일시스템은 FAT16, FAT32로 되어 있습니다.FAT의 선두에 있는 클러스터0의 엔트리는 BPB의 미디어 기술자 바이트와 동일해야 합니다.한편 클러스터 1의 엔트리는 클러스터 체인(0xFF, 0xFFFF 또는 0x0FFFFFF)의 포메터에 의해 사용되는 체인 끝 값을 반영합니다.클러스터 번호0 및 1의 엔트리는 FAT12의 경우에도 바이트 경계로 끝납니다(예: 0xF9).미디어 기술자 0xF9의 FFFF.

첫 번째 데이터 클러스터는 ^[37]2이며, 그 결과 마지막 클러스터가 됩니다.MAX번호를 취득하다MAX+1따라서 데이터 클러스터 번호는 2...4085(0xFF5), FAT12는 2...65525(0xFF5), FAT32는 2...268435445(0x0FFF5)가 됩니다.

따라서 향후 표준화를 위해 예약된 값은 0xFF6(FAT12)과 0xFF6(FAT16)뿐입니다.이하에 기술한 바와 같이, 「4085 미만」은 Linux 의 ^[47]실장에도 사용되고 있습니다.또,^[10] Microsoft 의 FAT 사양에서는 다음과 같이 기술하고 있습니다.

...<라고 하는 것은,<=>를 의미하는 것은 아닙니다.또, 번호가 올바른 것에 주의해 주세요.FAT12의 첫 번째 번호는 4085, FAT16의 두 번째 번호는 65525입니다.이 숫자와 "<" 기호는 틀리지 않습니다.

단편화

FAT 파일 시스템에는 새로 쓴 파일이 파티션에 ^[50]흩어지는 것을 방지하는 내장 메커니즘이 포함되어 있지 않습니다.파일이 자주 생성 및 삭제되거나 파일의 길이가 자주 변경되는 볼륨에서 미디어는 시간이 지남에 따라 점점 더 단편화됩니다.

FAT 파일 시스템의 설계로 디스크 구조의 조직 오버헤드가 발생하지 않거나 단편화 양이 증가하여 사용 가능한 스토리지 공간을 줄이는 일은 없지만, 외부 단편화에서는 fragment화되므로 fragment화된 파일의 읽기 및 쓰기에 필요한 시간은 operating system이 클러스터를 따라야 하기 때문에 증가합니다.FAT 체인(특히 대용량에서 먼저 메모리에 부품을 로드해야 함) 및 미디어 전체에 걸쳐 물리적으로 분산된 해당 데이터를 읽어냄으로써 로우 레벨 블록 디바이스 드라이버가 멀티 섹터 디스크 I/O를 수행하거나 더 큰 DMA 전송을 시작할 가능성을 줄이므로 I/O 프로토콜 오버헤드가 효과적으로 증가합니다.또한 디스크 드라이브 내에서의 암 이동 및 헤드셋 시간.또, operating system이 파일을 검색하거나 클러스터를 해방하는 시간이 길어지기 때문에, fragment화의 증가에 수반해, 파일의 처리 속도가 저하합니다.

HPFS나 exFAT 등 다른 파일 시스템에서는 사용 가능한 클러스터를 나타내는 빈 공간 비트맵을 사용합니다.이 비트맵은 사용 가능한 인접 영역을 찾기 위해 신속하게 검색할 수 있습니다.또 다른 솔루션은 Unix 파일시스템에서와 같이 모든 빈 클러스터를 1개 이상의 목록으로 링크하는 것입니다.대신 FAT를 어레이로 스캔하여 사용 가능한 클러스터를 찾아야 합니다.이 때문에 큰 디스크에서는 퍼포먼스가 저하될 수 있습니다.

실제로 큰 서브 디렉토리에서 파일을 찾거나 FAT 볼륨의 빈 디스크 공간을 계산하는 작업은 디렉토리 테이블 또는 전체 FAT를 선형적으로 읽어야 하므로 가장 많은 리소스를 필요로 하는 작업 중 하나입니다.FAT12 및 FAT16 볼륨에서는 클러스터의 총량과 FAT16 엔트리의 크기가 아직 작았기 때문에 FAT12 및 FAT16 볼륨에서는 대부분의 경우 보다 정교한 디스크 구조를 도입하면 실제 모드 운영 체제의 복잡성과 메모리 사용 공간도 증가한다는 점을 고려할 때 이 문제는 여전히 허용될 수 있습니다.ng FAT가 원래 설계 및 최적화되어 있는 최소 총 메모리 요건이 128KB 이하(DOS 등)인 시스템.

FAT32의 도입으로 특히 매우 큰 볼륨에서 긴 탐색 및 스캔 시간이 더욱 명확해졌습니다.Microsoft의 Raymond Chen이 Windows에서 작성하는 FAT32 파티션의 최대 크기를 제한하기 위해 제시한 근거는 ""를 실행하는 데 필요한 시간"입니다.DIRoperation: 항상 빈 디스크 ^[51]영역을 마지막 행으로 표시합니다.클러스터 수가 증가함에 따라 이 행을 표시하는 데 시간이 점점 더 걸렸습니다.따라서 FAT32는 특수한 파일 시스템 정보 섹터를 도입했습니다.이 섹터는 이전에 계산한 빈 용량이 전원을 껐다 켜도 유지되기 때문에 FAT32 포맷 미디어를 먼저 마운트 해제하지 않고 이젝트하거나 시스템이 정상적으로 종료되지 않고 꺼졌을 때만 빈 공간 카운터를 다시 계산할 필요가 있습니다.운영체제를 다운시킵니다.이는 ATX 스타일 이전의 PC, 일반 DOS 시스템 및 일부 배터리 구동식 소비자 제품에서 주로 볼 수 있는 문제입니다.

대규모 FAT 파티션에 의해 강제되는 대규모 클러스터 크기(16KB, 32KB, 64KB)에서는 클러스터 오버행으로 인한 파일 슬랙으로 인한 디스크 공간 낭비 형태의 내부 플래그멘테이션도 문제가 되기 시작합니다(특히 작은 파일이 매우 많은 경우).

FAT 파일 시스템 드라이버, 블록 디바이스 드라이버 및 디스크 툴의 구현에 대한 다양한 최적화와 조정은 온디스크 ^[52][53]구조의 레이아웃을 변경하지 않고 파일 시스템 고유의 설계로 인한 성능 병목 현상을 대부분 극복할 수 있도록 고안되었습니다.이러한 방법은 온라인 방식과 오프라인 방식으로 나눌 수 있으며, 처음부터 파일 시스템의 단편화를 방지하고 기존 단편화에 보다 효과적으로 대처하기 위한 방법을 도입하며, 온디스크 구조를 재정렬 및 최적화함으로써 작동합니다.최적화를 실시하면, FAT 볼륨의 퍼포먼스는, 실제의 시나리오에서는 보다 고도의 파일 시스템의 퍼포먼스에 도달할 수 있는 것과 동시에, 매우 작은 시스템이나 낡은 시스템에서도 액세스 할 수 있는 메리트를 유지할 수 있습니다.

DOS 3.0 이후에서는 삭제된 파일의 디스크 공간을 즉시 새로운 할당에 재사용하는 것이 아니라 이전에 삭제한 파일의 디스크 공간도 사용하기 전에 이전에 사용되지 않은 공간을 찾습니다.이렇게 하면 삭제된 파일의 무결성을 가능한 한 오래 유지할 수 있을 뿐만 아니라 할당된 디스크 공간이 항상 fragment화되지 않기 때문에 파일 할당 속도를 높이고 조각화를 방지할 수 있습니다.도스는 지난 할당된 클러스터에 기억에 각각 탑재된 볼륨에 대한 포인터를 유지하여, 만약 FAT의 끝에 도달한 경우가 여전히 도스 2.x.[20]에 의해 행해졌다 자유 공간을 찾고 이 위치 위로 대신 FAT의 시작에서 이런 수행, 이것이 주변으로 FA의 시작점에 수색을 계속한다는 것은 마무리 하겠다고.T마n 빈 공간이 발견되거나 빈 ^[20]공간이 발견되지 않고 원래 위치에 다시 도달할 때까지.이러한 포인터는 부트업 ^[20]후에 FAT의 시작을 가리키도록 초기화되지만 FAT32 볼륨에서는 DOS 7.1 이상이 FS 정보 섹터에서 마지막 위치를 가져오려고 시도합니다.다만, operating system으로서 애플리케이션이 일시 파일을 삭제해 재작성하는 경우가 많은 경우는,^[20] 결과적으로 보다 많은 fragment화를 일으키는 무효 데이터의 정합성을 유효하게 유지하려고 하는 경우, 이 메카니즘은 무효가 됩니다.일부 DOS 버전에서는 이 문제를 피하기 위해 임시 파일을 작성하기 위해 특수 API 함수를 사용할 수 있습니다.

또한 삭제된 파일의 디렉토리 엔트리는 DOS 3.0 ^[11]이후 0xE5로 마크됩니다.DOS 5.0 이후에서는 이전에 사용되지 않았던 디렉토리 엔트리가 테이블 내에서 모두 사용되고, 그렇지 않으면 시스템이 테이블 ^[13]자체를 확장해야 하는 경우에만 이러한 엔트리를 재사용하기 시작합니다.

DOS 3.3 이후 운영체제는 파일 조작의 퍼포먼스를 향상시키는 수단을 제공합니다.FASTOPEN다양한 형식의 목록(MS-DOS/PC DOS) 또는 해시 테이블(DR-DOS)에서 최근에 연 파일 또는 디렉토리의 위치를 추적함으로써 파일 검색 및 열기 시간을 크게 줄일 수 있습니다.DOS 5.0 이전에는 이러한 메커니즘을 파일 시스템 또는 디스크 드라이버를 바이패스하는 디스크 조각 모음 소프트웨어와 함께 사용할 때 특히 주의해야 합니다.

Windows NT는 FAT 상의 파일에 디스크 공간을 미리 할당하여 큰 인접 영역을 선택하지만, 장애가 발생하면 추가된 파일이 이전에 비해 크게 나타나며, 마지막에 랜덤 데이터가 많이 표시됩니다.

다른 고도의 메커니즘은 기동 시 또는 필요에 따라 큰 부분 또는 완전한 FAT를 읽고 처리할 수 있으며, 온디스크 구조와 ^[52][53]다른 볼륨 파일 구조의 메모리 내 트리 표현을 동적으로 구축할 수 있습니다.빈 클러스터가 많은 볼륨에서는 FAT 자체의 이미지보다 메모리를 더 적게 사용할 수 있습니다.특히 고도로 단편화되거나 꽉 찬 볼륨에서는 FAT의 이미지가 메모리에 저장되더라도 실제 FAT에 대한 선형 스캔보다 검색 속도가 훨씬 빨라집니다.또, 섹터나 트랙 레벨이 아니고, 논리적으로 높은 레벨의 파일이나 클러스터 체인으로 동작하는 것으로, 우선 어느 정도의 파일 플래그멘테이션을 회피하거나, 백그라운드내의 이름이나 액세스 패턴에 근거해 로컬의 파일 조각 모음이나 디렉토리 엔트리의 재정렬을 실시할 수 있게 됩니다.

FAT 파일시스템의 단편화에 관한 문제의 일부도, 기반이 되는 블록 디바이스 드라이버의 퍼포먼스 제한에 기인하고 있습니다.이러한 문제는 섹터 버퍼링 및 트랙 블록/디버깅에 사용할 수 있는 메모리가 적기 때문에, 보다 알기 쉬워집니다.

싱글태스킹 DOS에는 멀티섹터 읽기 및 트랙 블로킹/디버깅을 위한 프로비저닝이 있었지만 운영체제 및 기존 PC 하드디스크 아키텍처(한 번에 1개의 미처리 입출력 요구만 있고 DMA 전송 없음)에는 비동기적으로 다음 d를 프리페치함으로써 플래그멘테이션을 완화할 수 있는 메커니즘이 포함되어 있지 않았습니다.응용 프로그램이 이전 청크를 처리하는 동안 ata가 생성되었습니다.이러한 기능은 나중에 사용할 수 있게 되었습니다.최신 DOS 버전에서는 미리보기 섹터 버퍼링도 지원되며 물리 섹터 또는 논리 섹터 레벨에서 동작하는 동적 로딩 가능한 디스크 캐싱 프로그램도 포함되어 있습니다.대부분 EMS 또는 XMS 메모리를 사용하여 적응형 캐싱 전략을 제공하거나 DPMS 또는 Cloaking을 통해 보호 모드로 실행하여 성능을 향상시킵니다.기존 DOS API가 아닌 선형 메모리의 캐시된 데이터에 직접 액세스함으로써 얻을 수 있습니다.

Microsoft 소프트웨어(있는 경우)에서는 전원 장애 또는 크래시 시 데이터 손실 문제를 고려하여 기본적으로 쓰기 캐싱이 활성화되지 않은 경우가 많았습니다. 애플리케이션과 시스템 간의 하드웨어 보호 부족으로 인해 캐싱이 더 쉬워졌습니다.

디렉토리 테이블

디렉토리 테이블은 디렉토리(폴더라고도 함)를 나타내는 특수한 파일 형식입니다.86-DOS 0.42 ^[54]이후 각 파일 또는 (MS-DOS 1.40 및 PC DOS 2.0 이후) 서브디렉토리는 표에서 32바이트 엔트리로 표시됩니다.각 엔트리는 이름, 확장자, 속성(아카이브, 디렉토리, 숨김, 읽기 전용, 시스템 및 볼륨), 파일/디렉토리 데이터의 첫 번째 클러스터의 주소, 파일/디렉토리 크기, 날짜^[54] 및 (PC DOS 1.1 이후) 마지막 수정 시간을 기록합니다.이전 버전의 86-DOS에서는 16바이트 디렉토리 엔트리만 사용되었으며 16MB보다 큰 파일은 지원되지 않으며 ^[54]최종 수정 시간도 지원되지 않습니다.

특별한 루트 디렉토리 영역 위치를 차지하는 FAT12 및 FAT16 파일시스템의 루트 디렉토리 테이블을 제외하고 모든 디렉토리 테이블은 데이터 영역에 저장됩니다.데이터 영역에 저장된 디렉토리의 실제 엔트리 수는 FAT 체인에 다른 클러스터를 추가하면 증가할 수 있습니다.

FAT 파일시스템 자체는 서브디렉토리를 할당할 수 있는 빈 클러스터가 있는 한 서브디렉토리 트리의 깊이에 제한을 두지 않지만 MS-DOS/PC DOS의 내부 CDS(Current Directory Structure)는 디렉토리의 절대 경로를 66자로 제한합니다(드라이브 문자를 포함하지만 제외).NUL 바이트 ^[5][6][7]딜리미터)에 의해, 서포트되고 있는 서브 디렉토리의 최대 깊이가 32로 제한됩니다.동시 DOS, 멀티유저 DOS 및 DR DOS 3.31 ~ 6.0(1992-11 업데이트까지 포함)은 작업 디렉토리에 대한 절대 경로를 내부적으로 저장하지 않으므로 이 제한을 ^[55]나타내지 않습니다.Atari GEMDOS에도 동일하게 적용되지만 Atari Desktop은 8개 이상의 하위 디렉터리 수준을 지원하지 않습니다.대부분의 응용 프로그램은 이 확장을 인식하며 최대 127바이트의 경로를 지원합니다.FlexOS, 4680 OS 및 4690 OS는 최대 127바이트의 길이를 지원하므로 최대 ^[56]60레벨까지 확장할 수 있습니다.PalmDOS, DR DOS 6.0(BDOS 7.1 이후), Novell DOS 및 OpenDOS는 MS-DOS 호환 CDS를 지원하므로 MS-DOS/PC DOS와 동일한 길이 제한이 있습니다.

각 엔트리 앞에는 VFAT Long Filename(LFN; 긴 파일 이름)을 지원하기 위한 "fake entries"가 붙을 수 있습니다.자세한 내용은 아래를 참조하십시오.

DOS 쇼트 파일명의 유효한 문자는 다음과 같습니다.

• 대문자A–Z
• 숫자0–9
• 공간(기본 이름 또는 확장자 중 하나에서 후행 공간은 파일 이름의 일부가 아니라 패딩으로 간주됩니다. 또한 공간이 있는 파일 이름은 적절한 이스케이프 시스템이 없기 때문에 Windows 95 이전 DOS 명령줄에서 쉽게 사용할 수 없습니다.)또 다른 예외는 내부 명령어입니다.MKDIR/MD그리고.RMDIR/RDDR-DOS에서 단일 인수를 허용하므로 공백이 입력됩니다.
• ! # $ % & ' ( ) - @ ^ _ ` { } ~
• 문자 128 ~ 228
• 문자 230 ~ 255

여기에는 다음 ASCII 문자는 포함되지 않습니다.

• " * / : < > ? \
  Windows/MS-DOS에는 셸 이스케이프 문자가 없습니다.
• + , . ; = [ ]
  긴 파일 이름에서만 허용
• 소문자a–z
  로서 저장됨A–Z; 긴 파일명으로 사용할 수 있습니다.
• 제어 문자 0 ~ 31
• 문자 127(DEL)

문자 229(0xE5)는 자유 입력 마커로 사용되기 때문에 DOS 1 및 2의 파일 이름에서 첫 번째 문자로 사용할 수 없습니다.DOS 3.0 이후에서는 이 제한을 피하기 위해 특별한 케이스가 추가되었습니다.

Atari의 GEMDOS 에서는 다음의 추가 문자를 사용할 수 있습니다만, MS-DOS/PC DOS 와의 호환성을 위해서 사용하지 말아 주세요.

• " + , ; < = > [ ]

세미콜론(;)는 DR DOS 3.31 이후, PalmDOS, Novell DOS, OpenDOS, Concurrent DOS, Multiuser DOS, System Manager 및 REAL/32 의 파일명에서는 사용하지 말아 주세요.파일명과 디렉토리 패스워드를 지정하는 구문과 모순될 수 있습니다....\DIRSPEC.EXT;DIRPWD\FILESPEC.EXT;FILEPWD". 운영체제는 파일 이름에서 세미콜론 1개(및 DR-DOS 7.02 이후)와 보류중인 패스워드를 삭제한^[55] 후 디스크에 저장합니다.(명령어 프로세서 4DOS는 목록에 세미콜론을 사용하며 와일드카드를 지원하는 패스워드로 보호된 파일에는 세미콜론을 2배로 해야 합니다.)^[55]

앳사인 문자(@)는 많은 DR-DOS, PalmDOS, Novell DOS, OpenDOS 및 Multiuser DOS, 시스템 매니저 및 REAL/32 명령어 및 4DOS에서 파일 목록에 사용되며 파일 이름에 ^[55]사용하기 어려울 수 있습니다.

Multiuser DOS 및 REAL/32에서 느낌표(!)는 하나의 ^[55]명령줄에서 여러 명령을 구분하는 데 사용되므로 유효한 파일 이름이 아닙니다.

IBM 4680 OS 및 4690 OS에서는 파일 이름에 다음 문자를 사용할 수 없습니다.

• ? * : . ; , [ ] ! + = < > " - / \

또한 다음 특수문자는 호스트명령어 프로세서(HCP) 및 입력 시퀀스테이블 빌드파일명과 경합하기 때문에 파일명의 첫 번째, 네 번째, 다섯 번째 및 여덟 번째 문자에는 사용할 수 없습니다.

• @ # ( ) { } $ &

DOS 파일명은 현재 OEM 문자 세트에 포함되어 있습니다.특정 코드 페이지에 대해 한 가지 방식으로 처리되는 문자가 다른 코드 페이지에 대해 다르게 해석될 경우 놀라운 효과가 발생할 수 있습니다(DOS 명령).CHCP파일 이름 문자로서의 소문자 및 대문자, 정렬 또는 유효성에 관한 것.

디렉토리 엔트리

Microsoft 가 긴 파일명과 작성/액세스 타임 스탬프의 서포트를 추가하기 전에, 디렉토리 엔트리의 바이트 0x0C~0x15 는, 다른 operating system에 의해서 추가의 메타데이터를 보존하기 위해서 사용되었습니다.특히, 디지털 리서치 패밀리의 operating system에는, 파일 패스워드, 액세스권, 오너 ID, 및 파일 삭제 데이터가 격납되어 있었습니다.Microsoft의 새로운 확장 기능은 기본적으로 이러한 확장과 완전히 호환되지는 않지만, 대부분은 서드파티제의 FAT 구현(적어도 FAT12 및 FAT16 볼륨)에서 공존할 수 있습니다.

루트 디렉토리 영역과 서브 디렉토리 양쪽의 32 바이트디렉토리 엔트리의 형식은 다음과 같습니다(8.3 파일명 참조).

FlexOS 기반의 운영체제IBM 4680 OS 및 IBM 4690 OS는 디렉토리 ^[69]엔트리의 이전에 예약된 영역의 일부 비트에 저장된 고유한 배포 속성을 지원합니다.

1. Local: 파일을 배포하지 ^{[nb 14]}않고 로컬 컨트롤러로만 유지합니다.
2. 업데이트 시 파일 미러링:파일이 업데이트될 때만 서버에 파일을 배포합니다.
3. 닫을 때 파일 미러링:파일이 닫혀 있는 경우에만 서버에 파일을 배포합니다.
4. 업데이트 시 복합 파일:파일이 갱신되면 모든 컨트롤러에 파일을 배포합니다.
5. 컴파운드 파일 닫기:파일이 ^[70]닫히면 모든 컨트롤러에 파일을 배포합니다.

일부 운영 체제에는 다음과 같은 호환되지 않는 확장이 있습니다.

VFAT 긴 파일 이름

3개의 파일이 있는 FAT32 디렉토리 구조이며, 그 중 2개는 VFAT 긴 파일 이름을 사용합니다.

VFAT Long File Name(LFN; 긴 파일 이름)은 FAT 파일시스템에 저장됩니다.일반 파일엔트리 전에 디렉토리에 엔트리를 사용합니다.추가 엔트리는 볼륨라벨, 시스템, 숨김 및 읽기 전용 속성(0x0F)으로 표시됩니다.이 속성은 MS-DOS 환경에서는 예상되지 않기 때문에 MS-DOS 프로그램 및 서드파티 유틸리티에서는 무시됩니다.특히 볼륨 라벨만 포함된 디렉토리는 빈 디렉토리로 간주되어 삭제가 허용됩니다.이러한 상황은 긴 이름으로 작성된 파일이 플레인 DOS에서 삭제될 때 나타납니다.이 방법은 볼륨 속성을 사용하여 DR DOS 6.0(1991) 이후 삭제되지 않은 보류 중인 파일을 숨기는 DELWATCH 방식과 매우 유사합니다.또한 ^[71][72]1992년 Ataris와 Linux에 긴 파일 이름을 저장하기 위해 공개적으로 논의된 방법과 유사합니다.

이전 버전의 DOS는 루트 디렉토리의 LFN 이름을 볼륨 레이블로 착각할 수 있으므로 VFAT는 LFN 이름 항목을 추가하기 전에 루트 디렉토리에 빈 볼륨 레이블을 생성하도록 설계되었습니다(볼륨 레이블이 ^{[nb 13]}아직 존재하지 않는 경우).

각 가짜 엔트리는 파일사이즈 또는 타임 스탬프를 포함한 레코드 내의 필드를 사용하여 최대 13개의 UCS-2 문자(26바이트)를 포함할 수 있습니다(시작 클러스터 필드는 사용할 수 없습니다).디스크 유틸리티와의 호환성을 위해 시작 클러스터 필드는 0으로 설정됩니다.상세한 것에 대하여는, 8.3 파일명을 참조해 주세요).이러한 13 문자의 엔트리 중 최대 20 문자의 엔트리를 체인으로 할 수 있습니다.최대 길이는 255 ^[62]문자의 UCS-2 입니다.

마지막 UCS-2 문자 뒤에 0x0000 이 추가됩니다.나머지 미사용 문자는 0xFFFF로 채워집니다.

LFN 엔트리는 다음 형식을 사용합니다.

파일명을 나타내기 위해서 복수의 LFN 엔트리가 필요한 경우는, 파일명의 말미를 나타내는 엔트리가 선두가 됩니다.이 엔트리의 시퀀스 번호에는 마지막 논리 LFN 엔트리임을 나타내도록 비트6(0x40)이 설정되어 있으며 시퀀스 번호가 가장 높습니다.시퀀스 번호는 다음 엔트리에서 감소합니다.파일명의 시작을 나타내는 엔트리의 시퀀스 번호는 1입니다.값 0xE5는 엔트리가 삭제되었음을 나타내기 위해 사용됩니다.

FAT12 및 FAT16 볼륨에서는 0x1A에서 0이 되고 0x1C에서 0이 아닌 값을 테스트하여 DELWATCH에서 VFAT LFN과 보류 중인 삭제 파일을 구분할 수 있습니다.

예를 들어 "File with very long filename.ext"와 같은 파일 이름은 다음과 같이 포맷됩니다.

체크섬을 사용하면 긴 파일 이름이 8.3 이름과 일치하는지 확인할 수 있습니다.이러한 미스매치는, 같은 디렉토리 위치에 있는 DOS 를 사용해 파일을 삭제해 재작성했을 경우에 발생할 수 있습니다.체크섬은 다음 알고리즘을 사용하여 계산됩니다.(pFCBName은 일반 디렉토리 엔트리에 표시되는 이름에 대한 포인터입니다.즉, 처음 8글자는 파일 이름, 마지막 3글자는 확장자입니다.점은 암묵적이다.파일명내의 미사용 스페이스에는 스페이스 문자(ASCII 0x20)가 채워집니다.예를 들어 "Readme.txt"는 " 입니다.README␠␠TXT".)

서명되어 있지 않다 차 lfn_displays(실제)(컨스턴트 서명되어 있지 않다 차 *pFCBName) {    인트 i;    서명되어 있지 않다 차 합 = 0;     위해서 (i = 11; i; i--)       합 = ((합 & 1) << > 7) + (합 >> 1) + *pFCBName++;     돌아가다 합; } 

파일 이름에 소문자만 포함되거나 소문자 기본 이름(대문자 확장자 포함)의 조합이거나 그 반대인 경우 특수 문자가 없고 8.3 제한 내에 해당하는 경우 윈도우즈 NT 및 XP와 같은 윈도우즈 이상 버전에서 VFAT 항목이 생성되지 않습니다.대신 디렉토리 엔트리의 바이트0x0C에 있는2비트를 사용하여 파일명을 전체 또는 부분적으로 소문자로 간주할 필요가 있음을 나타냅니다.특히 비트 4는 소문자 확장자와 비트3의 소문자 베이스명을 의미합니다.이것에 의해, 다음과 같은 조합이 가능하게 됩니다.example.TXT" 또는HELLO.txt"하지만 아닙니다."Mixed.txt". 다른 운영체제는 거의 지원하지 않습니다.따라서 이전 버전의 Windows(Windows 95/98/98 SE/ME)와 하위 호환성 문제가 발생하며, 이 확장자가 사용된 경우 파일 이름이 모두 대문자로 표시되므로 USB 플래시 드라이브 등 운영 체제 간에 전송될 때 파일 이름이 변경될 수 있습니다.현재 2.6.x 버전의 Linux는 읽을 때 이 확장을 인식합니다(소스: 커널 2.6.18)./fs/fat/dir.c그리고.fs/vfat/namei.c); 마운트 옵션shortname에,^[73] 기입시에 이 기능을 사용할지를 지정합니다.

「 」를 참조해 주세요.

• 파일 시스템 비교
• 드라이브 문자 할당
• 지방
• 확장 부트 레코드(EBR)
• FAT 파일 시스템 및 Linux
• 파일 시스템 목록
• 마스터 부트 레코드(MBR)
• 파티션 타입
• DOS 운영 체제 연대표
• 트랜잭션 세이프 FAT 파일 시스템
• 터보 FAT
• 볼륨 부트 레코드(VBR)

메모들

레퍼런스