Курсовая: Работа с дисками

Вы можете использовать эту функцию для сброса контроллера вместо функции с

кодом 00h. В отличие от функции сброса дисковой системы с кодом 00h, эта

функция не влияет на контроллер НГМД, она сбрасывает только контроллер

накопителя на жестком магнитном диске.

5.13 Чтение буфера сектора (НМД).

Контроллеры НМД, как правило, имеют внутренний буфер данных. С помощью

функции 0Eh программа может прочитать содержимое этого буфера в оперативную

память. Обращение к диску при этом не происходит. Функция чтения буфера

используется в основном для диагностики контроллера.

5.14 Запись буфера сектора (НМД).

Функция полностью аналогична предыдущей, за исключением того, что происходит

не чтение, а запись данных из оперативной памяти в буфер контроллера. Она

может быть использована для инициализации содержимого буфера сектора перед

форматированием диска функцией 05h прерывания INT 13h.

5.15 Определение состояния НМД.

О готовности НМД можно судить по байту состояния, передаваемому функцией в

регистре AH. Аналогичный байт возвращается в регистре AH функцией 01h.

5.16 Рекалибровка НМД.

Вызов функции приводит к позиционированию головок выбранного НМД на нулевую

дорожку. Дополнительно в регистре AH возвращается байт состояния устройства.

5.17 Проверка памяти контроллера НМД.

Эта функция предназначена для запуска встроенной диагностики дискового

контроллера, она проверяет внутренний буфер сектора и возвращает байт

состояния.

5.18 Проверка НМД.

Функция используется для запуска внутренней диагностики контроллера.

5.19 Проверка контроллера НМД.

Функция запускает внутреннюю диагностику контроллера.

5.20 Определение типа НГМД или НМД.

С помощью этой функции программа может определить тип дискового устройства и

возможность обнаружения замены магнитного носителя данных (как правило,

дискеты).

5.21 Проверка замены диска.

В некоторых случаях замена носителя данных (дискеты или сменного магнитного

диска) нежелательна до выполнения определенных действий (мы говорили об этом

при обсуждении драйверов дисковых устройств). С помощью этой функции

программа может убедиться в том, что в дисковом устройстве установлен все тот

же носитель данных, что и в начале цикла операций. Если носитель данных был

по ошибке заменен раньше времени, программа может потребовать установить

старый носитель для завершения работы с ним.

5.22 Установка типа дискеты.

Если перед вызовом этой функции был установлен флаг замены дискеты, то он

сбрасывается. Дополнительно BIOS устанавливает скорость передачи данных через

контроллер НГМД в зависимости от типа дискеты.

5.23 Установка среды для форматирования НГМД.

Эта функция должна быть вызвана перед использованием функции 05h

форматирования дискеты для установки правильной скорости передачи данных

через контроллер. Дополнительно функция сбрасывает флаг замены дискеты (если

этот флаг был установлен).

5.24 Парковка головок НМД.

Парковка головок - это их установка в нерабочую область, т. е. на нерабочую

дорожку. Такую операцию обычно выполняют перед транспортировкой компьютера

для исключения повреждения НМД. Современные НМД выполняют парковку головок

автоматически.

Глава 6. Работа с дисками по средствам MS-DOS.

До сих пор при работе с дисками мы не обращались за помощью к MS-DOS,

выполняя все дисковые операции либо на уровне команд контроллера НГМД, либо

на уровне функций BIOS. Операционная система предоставляет намного более

удобные средства для работы с диском, чем обращение к отдельным секторам по

их номеру, а также по номеру дорожки и головки.

Если возможности MS-DOS по обслуживанию диска вас устраивают, то лучше

пользоваться именно функциями MS-DOS. В этом случае вам не придется

заботиться о многих мелочах и вы будете застрахованы от некоторых ошибок.

Кроме того, ваша программа будет меньше зависеть от типа и конфигурации

компьютера, так как дисковый драйвер MS-DOS скроет от вас многие детали и

особенности реализации системы.

6.1 Таблица разделов и логические диски.

Персональный компьютер обычно комплектуется одним или двумя НМД. Однако

операционная система позволяет вам разбивать НМД на части, причем каждая

часть будет рассматриваться MS-DOS как отдельный, "логический" диск.

Существует несколько причин, по которым может быть полезно разделение

большого диска на части:

• в случае повреждения логического диска пропадает только та

  информация, которая находилась на этом логическом диске;

• реорганизация и выгрузка диска маленького размера выполняется быстрее, чем

  большого;

• на одном диске может находиться несколько различных

  операционных систем, расположенных в разных разделах. В ходе начальной

  загрузки вы можете указать раздел диска, из которого должна загружаться

  нужная вам в данный момент операционная система.

По своей внутренней структуре логический диск полностью соответствует

дискете, поэтому сначала мы изучим логическую структуру жесткого диска, затем

сделаем некоторые замечания, касающиеся дискет.

6.2 Главная загрузочная запись.

Самый первый сектор жесткого диска (сектор 1, дорожка 0, головка 0) содержит

так называемую главную загрузочную запись (Master Boot Record). Эта запись

занимает не весь сектор, а только его начальную часть.

Сама по себе главная загрузочная запись является программой. Эта программа во

время начальной загрузки операционной системы с НМД помещается по адресу

7C00h:0000h, после чего ей передается управление. Загрузочная запись

продолжает процесс загрузки операционной системы.

6.3 Таблица разделов диска.

В конце самого первого сектора жесткого диска располагается таблица разделов

диска (Partition Table). Эта таблица содержит четыре элемента, описывающих до

четырех разделов диска. В последних двух байтах сектора находится значение

55AAh. Это признак таблицы разделов (сигнатура таблицы разделов).

Элемент таблицы разделов диска представляет собой структуру размером 16 байт,

соответствующую части диска, называемой разделом. В структуре располагается

информация о расположении и размере раздела в секторах, а также о назначении

раздела.

Разделы диска бывают активными или неактивными. Активный раздел может

использоваться для загрузки операционной системы. Заметим, что диск может

содержать одновременно несколько активных разделов, которые могут

принадлежать разным операционным системам.

Приведем формат первого сектора жесткого диска:

Все элементы таблицы разделов диска имеют одинаковый формат:

6.4 Загрузочная запись.

В самом первом секторе активного раздела расположена загрузочная запись (Boot

Record), которую не следует путать с главной загрузочной записью (Master Boot

Record). Загрузочная запись считывается в оперативную память главной

загрузочной записью, после чего ей передается управление. Загрузочная запись

и выполняет загрузку операционной системы.

6.5 Загрузка операционной системы.

Загрузка операционной системы с жесткого диска - двухступенчатый процесс.

Вначале модули инициализации BIOS считывают главную загрузочную запись в

память по адресу 7C00h:0000h и передают ей управление. Главная загрузочная

запись просматривает таблицу разделов и находит активный раздел. Если

активных разделов несколько, на консоль выводится сообщение о необходимости

выбора активного раздела для продолжения загрузки.

После того как активный раздел найден, главная загрузочная запись считывает

самый первый сектор раздела в оперативную память. Этот сектор содержит

загрузочную запись, которой главная загрузочная запись и передает управление.

Загрузочная запись активного раздела выполняет загрузку операционной системы,

находящейся в активном разделе.

Такой двухступенчатый метод загрузки операционной системы необходим по той

причине, что способ загрузки зависит от самой операционной системы. Поэтому

каждая операционная система имеет свой собственный загрузчик. Фиксированным

является только расположение загрузочной записи - самый первый сектор

активного раздела.

6.6 Поля элемента таблицы раздела диска.

Расскажем подробнее о некоторых полях элемента таблицы раздела диска. Байт со

смещением 0, как мы уже говорили, является флагом активного раздела и может

принимать одно из двух значений - 0 или 80h, соответственно, для неактивного

и активного разделов диска. Слово, имеющее размер 2 байта и расположенное со

смещением 8, содержит относительный номер первого сектора раздела. Как он

вычисляется? Значение 0 соответствует дорожке 0, головке 0, сектору 1. При

увеличении относительного номера сектора вначале увеличивается номер сектора

на дорожке, затем номер головки, и, наконец, номер дорожки. Для вычисления

относительного номера сектора можно использовать следующую формулу:

RelSect = (Cyl * Sect * Head) + (Head * Sect) + (Sect -1)

В этой формуле Cyl - номер дорожки, Sect - номер сектора на дорожке, Head -

номер головки.

Замечание относительно границ разделов диска: обычно разделы начинаются с

четных номеров дорожек, за исключением самого первого раздела. Этот раздел

может начинаться с сектора 2 нулевой дорожки (головка 0), так как самый

первый сектор диска занят главной загрузочной записью.

Байт со смещением 4 - это код системы, использующей раздел диска. Для MS-DOS

зарезервированы значения 0, 1, 4, 5. Значение 0 соответствует свободному

разделу диска.

6.7 Первичный и расширенный раздел.

Если код системы в элементе таблицы раздела равен 1 или 4, это означает, что

раздел используется MS-DOS в качестве первичного раздела (Primary Partition).

Этот раздел обычно является активным и из него выполняется загрузка

операционной системы. В зависимости от того, какой код системы указан для

первичного раздела (1 или 4) меняется одна из характеристик логического диска

- размер элемента таблицы размещения файлов (FAT). Код 1 используется для

обозначения 12-битовой FAT, 4 - для 16-битовой FAT. Таблица размещения файлов

будет описана ниже в этой главе. Значение кода системы, равное 5, обозначает

расширенный раздел MS-DOS (Extended DOS Partition).

Нетрудно заметить, что, даже используя все элементы таблицы разделов для

создания логических дисков, невозможно создать более четырех дисков. В

расширенном разделе MS-DOS вы можете создать любое количество логических

дисков.

Программа fdisk.exe позволяет вам создать один первичный раздел MS-DOS и один

расширенный раздел . Первичный раздел должен быть активным, он используется

как диск С: и из него выполняется загрузка операционной системы. Расширенный

раздел разбивается программой fdisk.exe на логические диски D:, E: и т. д.

Расширенный раздел не может быть активным, следовательно, невозможно

выполнить загрузку операционной системы с логических дисков, расположенных в

этом разделе.

Если байт кода системы имеет значение 5, то в начале соответствующего раздела

располагается сектор, содержащий таблицу логических дисков. Фактически эта

таблица является расширением таблицы разделов диска, расположенной в самом

первом секторе физического диска.

Таблица логических дисков имеет формат, аналогичный таблице разделов диска,

но содержит только два элемента. Один из них указывает на первый сектор

логического диска MS-DOS, он имеет код системы 1 или 4. Второй элемент может

иметь код системы 5 или 0. Если этот код равен 5, то элемент указывает на

следующую таблицу логических дисков. Если код системы равен 0, то

соответствующий элемент не используется.

Из сказанного выше следует, что таблицы логических дисков связаны в список,

на начало этого списка указывает элемент таблицы разделов диска с кодом

системы, равным 5.

Для таблицы логических дисков имеется отличие в использовании полей границ

логических дисков. Если код системы равен 1 или 4, эти границы вычисляются

относительно начала расширенного раздела. Для элемента с кодом системы 5

используется абсолютная адресация (относительно физического начала диска).

6.8 Загрузочная запись.

Самый первый сектор логического диска (и самый первый сектор на системной

дискете) занимает загрузочная запись (Boot Record). Эта запись считывается из

активного раздела диска программой главной загрузочной записи (Master Boot

Record) и запускается на выполнение. Задача загрузочной записи - выполнить

загрузку операционной системы. Каждый тип операционной системы имеет свою

загрузочную запись. Даже для разных версий одной и той же операционной

системы программа загрузки может выполнять различные действия.

Кроме программы начальной загрузки операционной системы в загрузочной записи

находятся параметры, описывающие характеристики данного логического диска.

Все эти параметры располагаются в самом начале сектора, в его так называемой

форматированной области. Формат этой области изменился в версии 4.0

операционной системы MS-DOS.

6.9 Формат загрузочной записи.

Сначала приведем формат загрузочной записи для версий MS-DOS, более ранних,

чем 4.0.

В самом начале загрузочного сектора располагается команда внутрисегментного

перехода JMP. Она нужна для обхода форматированной зоны сектора и передачи

управления загрузочной программе, располагающейся со смещением 30. Название

фирмы-изготовителя не используется операционной системой.

Со смещением 11 располагается BPB - блок параметров BIOS , о котором мы уже

говорили в разделах книги, посвященных драйверам. Этот блок содержит

некоторые характеристики логического диска, о которых мы будем говорить

немного позже. Он активно используется дисковыми драйверами. Для MS-DOS

версий до 4.0 блок BPB имеет следующий формат:

Поля загрузочного сектора со смещениями 24 и 26 содержат, соответственно,

количество секторов на дорожке и количество головок в НМД. Поле со смещением

28 содержит количество "скрытых" секторов, которые не принадлежат ни одному

логическому диску. Эти секторы могут содержать основную или вторичные таблицы

разделов диска.

Для современных версий MS-DOS загрузочный сектор имеет другой формат:

Первые два поля в загрузочном секторе аналогичны описанным раньше. Поле со

смещением 38 всегда содержит символ ')'. Этот символ означает, что

используется формат расширенной загрузочной записи.

Серийный номер диска формируется во время форматирования диска на основе даты

и времени форматирования. Это поле может быть использовано для определения

факта замены дискеты.

Метка диска формируется при форматировании и может быть изменена командой

LABEL операционной системы MS-DOS. Одновременно метка диска помещается в

корневой каталог.

6.10 Расширенный блок параметров BIOS.

Поле загрузочного сектора со смещением 11 содержит расширенный блок

параметров BIOS . Он состоит из обычного блока BPB и дополнительного

расширения:

Как обычный, так и расширенный блок параметров BIOS содержит байт-описатель

среды media. Этот байт может служить для идентификации носителя данных и

может содержать следующие величины, характеризующие носитель данных по

количеству сторон диска и количеству секторов на дорожке:

Прежде чем мы продолжим изучение логической структуры диска, покажем, как

программа может получить содержимое загрузочного сектора.

6.11 Логический номер сектора.

MS-DOS предоставляет программе возможность работы с так называемыми

логическими номерами секторов. Это номера секторов внутри логического диска.

Вы знаете, что для адресации сектора при помощи функций BIOS необходимо

указывать номер дорожки, номер головки и номер сектора на дорожке. MS-DOS

организует "сквозную" нумерацию секторов, при которой каждому сектору

логического диска присваивается свой номер. Порядок нумерации выбран таким,

что при последовательном увеличении номера сектора вначале увеличивается

номер головки, затем номер дорожки. Это сделано для сокращения перемещений

блока головок при обращении к последовательным логическим номерам секторов.

Пусть, например, у нас есть дискета с девятью секторами на дорожке. Сектор с

логическим номером, равным 1, расположен на нулевой дорожке и для обращения к

нему используется нулевая головка. Это самый первый сектор на дорожке, он

имеет номер 1. Следующий сектор на нулевой дорожке имеет логический номер 2,

последний сектор на нулевой дорожке имеет логический номер 9. Сектор с

логическим номером 10 расположен также на нулевой дорожке. Это тоже самый

первый сектор на дорожке, но теперь для доступа к нему используется головка с

номером 1. И так далее, по мере увеличения логического номера сектора

изменяются номера головок и дорожек.

6.12 Прерывания INT 25h и INT 26h.

Для работы с логическим диском (или дискетой) на уровне логических номеров

секторов MS-DOS предоставляет программам два прерывания - INT 25h (чтение

сектора по его логическому номеру) и INT 26h (запись сектора по его

логическому номеру). Вызов этих прерываний имеет различный формат для разных

версий MS-DOS. Для тех версий, которые не поддерживают размер логических

дисков более 32 Мбайт (MS-DOS 3.10, 3.20, 3.30) используется следующий

формат:

INT 25h - Чтение сектора по его логическому номеру

INT 26h - Запись сектора по его логическому номеру

Для более поздних версий MS-DOS и для COMPAQ DOS версии 3.31 используется

другой способ указания номера логического сектора.

Так как шестнадцати разрядов недостаточно для адресации диска размером более

32 Мбайт, то при работе с расширенным разделом диска, занимающим более 32

Мбайт, регистры используются по-другому.

Регистр CX содержит FFFFh - признак того, что программа работает с логическим

диском, имеющим размер более 32 Мбайт. Регистры DS:BX содержат адрес

следующей структуры:

Так как для указания начального номера логического сектора в этом управляющем

блоке отводится 4 байта, то снимается указанное ранее ограничение на размер

логического диска.

Сделаем очень важное замечание, касающееся только что рассмотренных

прерываний MS-DOS.

Эти прерывания оставляют в стеке одно слово - старое значение регистра

флагов. Поэтому после вызова прерывания должна следовать, например, такая

команда:

pop ax

Содержимое загрузочного сектора может быть использовано для определения

общего количества секторов на логическом диске, для работы с таблицей

размещения файлов FAT, о которой мы будем говорить ниже, для определения

других характеристик логического диска.

6.13 Таблица размещения файлов.

Сразу вслед за загрузочным сектором на логическом диске находятся секторы,

содержащие таблицу размещения файлов FAT (File Allocation Table). Для того,

чтобы назначение этой таблицы стало более понятным, вспомним, как

организовано хранение информации на различных носителях данных.

6.14 Последовательный и прямой доступ.

Начнем с магнитных лент. При использовании магнитных лент информация

записывается в виде файлов с последовательным доступом. Последовательный

доступ означает, что для чтения какого-либо файла требуется вначале прочитать

(или просмотреть) все предыдущие файлы. При записи информация может

добавляться в конец ленты, после той информации, которая была записана в

последний раз.

Для такого устройства, как магнитный диск, возможна запись информации либо

последовательным, либо прямым методом доступа. Использование прямого метода

доступа позволяет программе позиционировать головки сразу на тот файл,

который вам нужен (или на нужную запись файла). Например, при чтении записи

вы можете задать номер сектора на определенной дорожке и номер головки, где

она расположена, либо смещение записи относительно начала файла в байтах.

Как правило, прямой метод доступа более эффективен, однако важное значение

имеет также способ распределения места на диске для файлов.

6.15 Кластеры.

Операционная система ОС ЕС для ЭВМ ряда ЕС позволяла задать начальное

количество цилиндров диска для размещения набора данных и размер области

диска, которая может быть использована для этого набора дополнительно. Если

при записи в файл все распределенное для файла место на диске окажется

исчерпанным, программа завершится аварийно, даже если на диске еще есть

свободные цилиндры.

Операционная система MS-DOS использует дисковое пространство другим способом.

При создании файла для него не задается начальное распределение памяти в

дорожках или секторах. По мере того как файл увеличивается в размерах,

операционная система распределяет этому файлу секторы из числа свободных, не

используемых другими файлами. При этом файл не обязательно располагается в

смежных областях диска, он может быть разбросан по разным дорожкам и

секторам.

Очевидно, что в этом случае операционная система должна вести учет

используемых секторов диска. Для каждого файла она должна хранить где-то

информацию о распределении файлам секторов диска. В операционной системе MS-

DOS для хранения этой информации используется таблица размещения файлов.

Весь диск разбивается операционной системой на участки одинакового размера,

называемые кластерами. Кластер может содержать несколько секторов. Для

каждого кластера в таблице FAT есть своя индивидуальная ячейка, в которой

хранится информация об использовании данного кластера. Другими словами,

таблица размещения файлов - это массив, содержащий информацию о кластерах.

Размер этого массива определяется общим количеством кластеров на логическом

диске.

6.16 Содержимое таблицы FAT.

Что же хранится в таблице размещения файлов?

Если ответить на этот вопрос коротко, то в FAT находятся списки кластеров,

распределенных файлам. Все свободные кластеры отмечены нулями.

Таким образом, если файл занимает несколько кластеров, то эти кластеры

связаны в список. При этом элементы таблицы FAT содержат номера следующих

используемых данным файлом кластеров. Конец списка отмечен в таблице

специальным значением. Номер первого кластера, распределенного файлу,

хранится в элементе каталога, описывающего данный файл.

Программа format.com, предназначенная для форматирования диска и некоторые

специальные программы аналогичного назначения проверяют диск на предмет

наличия дефектных областей. Кластеры, которые находятся в этих дефектных

областях, отмечаются в FAT как плохие и не используются операционной

системой.

Итак, FAT - массив информации об использовании кластеров диска, содержит

списки кластеров, распределенных файлам. Номера начальных кластеров файлов

хранятся в каталогах, о которых мы будем говорить в разделе "Файлы и

каталоги".

В каталоге кроме всего прочего указаны номера первых кластеров,

распределенных этим файлам (соответственно 11 и 12). В своей одиннадцатой

ячейке таблица FAT содержит число 17 - номер второго кластера,

распределенного файлу autoexec.bat. Ячейка с номером 17 содержит число 18.

Это номер третьего кластера, принадлежащего файлу autoexec.bat. Последняя

ячейка, которая соответствует последнему кластеру, распределенному этому

файлу, содержит специальное значение - FFFF.

Таким образом, файл autoexec.bat занимает три несмежных кластера с номерами

11, 17 и 18. Что же касается файла config.sys , то в нашем примере для него

отведено два смежных кластера с номерами 12 и 13.

6.17 Два формата таблицы FAT.

Таблица FAT может иметь 12- или 16-битовый формат. При этом в таблице для

хранения информации об одном кластере диска используется, соответственно, 12

и 16 бит.

12-битовый формат удобен для дискет с небольшим количеством секторов - вся

таблица размещения файлов помещается в одном секторе.

Если размер диска такой, что для представления всех секторов недостаточно

двенадцати разрядов, можно увеличить размер кластера, например до восьми

секторов.

Однако большой размер кластера приводит к неэффективному использованию

дискового пространства. Это происходит из-за того что минимальный фрагмент

дисковой памяти, выделяемый файлу, имеет слишком большой размер. Даже для

файла размером 1 байт выделяется целый кластер. Значит, если размер кластера

составляет 8 секторов, то для хранения одного байта будет использовано 4

Кбайт дисковой памяти (размер кластера составляет 512 байт).

При использовании 16-битового формата таблицы FAT операционная система MS-DOS

может работать с диском, который имеет размер более 32 Мбайт.

6.18 Определение формата таблицы FAT.

Сектор загрузочной записи диска, отформатированного в MS-DOS версий 4.0 -

6.22 в поле со смещением 36h содержит строку длиной 8 байт, идентифицирующую

формат FAT. Она имеет вид "FAT12" или "FAT16".

Если разделы на жестком диске создавались программой fdisk.exe , формат FAT

можно определить, анализируя содержимое поля sys главной загрузочной записи

(Master Boot Record). Если это поле содержит значение 1, используется 12-

битовый формат, если 4, то 16-битовый.

6.19 Идентификация кластеров.

Первый байт таблицы FAT называется "Описатель среды" (Media Descriptor). Он

имеет такое же значение, как и байт-описатель среды, находящийся в

загрузочном секторе логического диска.

Следующие 5 байт для 12-битового формата или 7 байт для 16-битового формат

всегда содержат значение 0FFh.

Остальная часть таблицы FAT состоит из 12- или 16-битовых ячеек. Каждая

ячейка соответствует одному кластеру диска. Эти ячейки могут содержать

следующие значения:

6.20 Чтение таблицы FAT.

Непосредственный доступ к FAT может потребоваться вам для организации

сканирования каталогов при поиске файлов, для чтения каталогов как файлов,

для организации защиты информации от несанкционированного копирования. Общая

схема использования FAT такая:

• Читаем таблицу FAT в память

Обычно FAT располагается сразу после загрузочного сектора (логический сектор

с номером 1). Для точного определения начального сектора FAT следует

прочитать в память загрузочный сектор и проанализировать содержимое блока

параметров BIOS. В поле ressecs записано количество зарезервированных

секторов, которые располагаются перед FAT. Поле fatsize содержит размер FAT в

секторах. Кроме того, следует учитывать, что на диске может находиться

несколько копий FAT. Операционная система использует только первую копию, но

обновляет вторую. Другие копии FAT нужны для утилит восстановления

содержимого диска, таких как scandisk.exe . Количество копий FAT находится в

поле fatcnt загрузочного сектора.

• Получаем номер первого кластера файла, для которого необходимо

  определить его расположение на диске

• Используем номер первого

  кластера как индекс в таблице FAT для извлечения номера следующего

  кластера

• Повторяем предыдущую процедуру до тех пор, пока

  извлеченное из FAT значение не будет соответствовать концу файла

Процедура извлечения номера кластера из FAT зависит от формата таблицы

размещения файлов.

16-битовую таблицу FAT можно представить как массив 16-битовых чисел. Для

определения номера следующего кластера вам надо просто извлечь 16-битовое

значение из FAT, использовав в качестве индекса номер предыдущего кластера.

Для 12-битовой таблицы FAT процедура значительно сложнее. Необходимо

выполнить следующие действия:

• умножить номер начального кластера на 3;
• разделить

  результат на 2 (так как каждый элемент таблицы имеет длину 1,5 байта);

• прочитать 16-битовое слово из FAT , используя в качестве смещения значение,

  полученное после деления на 2;

• если номер начального кластера

  четный, на выбранное из FAT слово надо наложить маску 0FFFh, оставив

  младшие 12 бит, если же номер начального кластера нечетный, выбранное из

  FAT значение необходимо сдвинуть вправо на 4 бита, оставив старшие 12 бит;

• полученный результат - это номер следующего кластера в цепочке, при этом

  значение 0FFFh (или другое в диапазоне от 0FF8h до 0FFFh) соответствует

  концу цепочки кластеров.

Используя описанные выше процедуры просмотра FAT , вы сможете для каждого

файла определить цепочку занимаемых им кластеров. Для чтения файла при помощи

прерывания INT 25h вам будет нужно установить соответствие между номерами

кластеров и номерами секторов, в которых располагаются эти кластеры. Для того

чтобы это сделать, необходимо определить расположение и размер корневого

каталога. Поэтому следующий раздел книги будет посвящен каталогам и файлам.

Там же будут приведены примеры программ для работы с FAT.

6.21 Файлы и каталоги.

Вы, конечно, знаете, что файловая система MS-DOS имеет древовидную структуру.

В корневом каталоге располагаются 32-байтовые элементы, которые содержат

информацию о файлах и других каталогах. Для чтения корневого каталога

необходимо определить его расположение и размер.

6.22 Расположение и размер корневого каталога.

Корневой каталог находится сразу за последней копией FAT . Количество

секторов, занимаемых одной копией FAT, находится в блоке параметров BIOS в

загрузочном секторе (поле fatsize), а количество копий FAT - в поле fatcnt

блока BPB . Следовательно, перед корневым каталогом находится один

загрузочный сектор и fatcnt * fatsize секторов таблицы размещения файлов FAT.

Размер корневого каталога можно определить исходя из значения поля rootsize.

При форматировании диска в это поле записывается максимальное количество

файлов и каталогов, которые могут находиться в корневом каталоге. Для каждого

элемента в каталоге отводится 32 байта, поэтому корневой каталог имеет длину

32 * rootsize байт.

Корневой каталог занимает непрерывную область фиксированного размера. Размер

корневого каталога задается при форматировании и определяет максимальное

количество файлов и каталогов, которые могут быть в нем описаны.

Для определения количества секторов, занимаемых корневым каталогом, можно

воспользоваться следующей формулой:

RootSecs = sectsize / (32 * rootsize)

В этой формуле sectsize - размер сектора в байтах, он может быть получен из

соответствующего поля загрузочного сектора.

6.22 Область файлов и подкаталогов.

Вслед за корневым каталогом на логическом диске находится область файлов и

подкаталогов корневого каталога.

Область данных разбита на кластеры, причем нумерация кластеров начинается с

числа 2. Кластеру с номером 2 соответствуют первые секторы области данных.

Теперь мы можем привести формулу, которая позволит нам связать номер кластера

с номерами секторов, занимаемых им на логическом диске:

SectNu = DataStart + ((ClustNu - 2) * clustsize)

В этой формуле использованы следующие обозначения:

6.23 Дескрипторы файлов.

Как мы уже говорили, любой каталог содержит 32-байтовые элементы -

дескрипторы, описывающие файлы и другие каталоги. Приведем формат

дескриптора:

В любом каталоге, кроме корневого, два первых дескриптора имеют специальное

назначение. Первый дескриптор содержит в поле имени строку: ". ". Этот

дескриптор указывает на содержащий его каталог. То есть каталог имеет ссылку

сам на себя.

Второй специальный дескриптор содержит в поле имени строку: ".. ". Этот

дескриптор указывает на каталог более высокого уровня. Если в поле номера

первого занимаемого кластера для дескриптора с именем ".. " находится нулевое

значение, это означает, что данный каталог содержится в корневом каталоге.

Таким образом, в древовидной структуре каталогов имеются ссылки как в прямом,

так и в обратном направлении. Эти ссылки можно использовать для проверки

сохранности структуры каталогов файловой системы.

6.24 Атрибуты файлов.

Байт атрибутов является принадлежностью каждого файла. Биты этого байта имеют

следующие значения:

Обычно файлы имеют следующие атрибуты:

6.25 Дескрипторы удаленных файлов.

При удалении файла первый байт его имени заменяется на байт E5h (символ "х").

Все кластеры, распределенные файлу, отмечаются в FAT как свободные. Если вы

только что удалили файл, его еще можно восстановить, так как в дескрипторе

сохранились все поля, кроме первого байта имени файла. Но если на диск

записать новые файлы, то содержимое кластеров удаленного файла будет изменено

и восстановление станет невозможным.

6.26 Время создания или изменения файла.

Остановимся подробнее на полях времени и даты создания или последней

модификации файла. MS-DOS обновляет содержимое этих полей после любой

операции, изменяющей содержимое файла - создания файла, перезаписи

содержимого файла, добавления данных в файл или обновления содержимого файла.

После обновления файла MS-DOS устанавливает бит архивации 5 байта атрибутов в

1.

Старшие пять бит содержат значение часа модификации файла, шесть бит с

номерами 5 - 10 содержат значение минут модификации файла, и, наконец, в

младших 5 битах хранится значение секунд, деленное на 2. Для того, чтобы

время обновления файла уместилось в шестнадцати битах, пришлось пойти на

снижение точности времени до двух секунд.

6.27 Дата создания или изменения файла.

Формат даты обновления файла напоминает формат времени. Для того чтобы

получить значение года обновления файла, необходимо прибавить к величине,

хранимой в старших семи битах, значение 1980. Поля месяца и дня каких-либо

особенностей не имеют, они полностью соответствуют календарной дате.

6.28 Длина файла.

Поле длины в дескрипторе содержит точную длину файла в байтах. Для каталогов

в поле длины записано нулевое значение. Вы не можете работать с каталогом

средствами MS-DOS, как с обычным файлом. Единственный способ прочитать

каталог как файл - использование таблицы FAT для определения цепочки

занимаемых каталогом кластеров и чтение секторов, соответствующих этим

кластерам при помощи прерывания INT 25h.

Список литературы.

1. Фролов А.В., Фролов Г.В. Библиотека системного программиста. Т. 1.

   Часть 1, 2, 3. Операционная система MS-DOS. М: ДИАЛОГ-МИФИ, 1991, 1993.

2. Фролов А.В., Фролов Г.В. Библиотека системного программиста. Т. 2.

   Аппаратное обеспечение IBM PC. Часть 1, 2. М: ДИАЛОГ-МИФИ, 1992.

3. Фролов А.В., Фролов Г.В. Библиотека системного программиста. Т. 19, MS-DOS

   для программиста. Часть 2, М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 1995.

Страницы: 1, 2, 3