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关于FAT32

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关于FAT32

我格式化我的闪存并选择其文件系统格式为FAT32：

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然后看一下闪存驱动器的属性：

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如上所示，已使用空间为 16KB。

我更改 Windows 选项以显示所有隐藏文件和系统文件：

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看看闪存的内容。如你所见，它是空的：

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为了确保万无一失，我还使用命令行列出了其内容：

I:\>dir /A
 Volume in drive I is TRANSCEND
 Volume Serial Number is 7E4F-5898

 Directory of I:\

File Not Found

I:\>

正如您上面看到的，它是空的！

供你参考 ：

/A在命令行中，指示显示所有文件（隐藏文件，系统文件，...）

I:\>dir /?
Displays a list of files and subdirectories in a directory.

DIR [drive:][path][filename] [/A[[:]attributes]] [/B] [/C] [/D] [/L] [/N]
  [/O[[:]sortorder]] [/P] [/Q] [/R] [/S] [/T[[:]timefield]] [/W] [/X] [/4]

  [drive:][path][filename]
              Specifies drive, directory, and/or files to list.

  /A          Displays files with specified attributes.
  attributes   D  Directories                R  Read-only files
               H  Hidden files               A  Files ready for archiving
               S  System files               I  Not content indexed files
               L  Reparse Points             -  Prefix meaning not
  /B          Uses bare format (no heading information or summary).
  /C          Display the thousand separator in file sizes.  This is the
              default.  Use /-C to disable display of separator.
  /D          Same as wide but files are list sorted by column.
  /L          Uses lowercase.
  /N          New long list format where filenames are on the far right.
  /O          List by files in sorted order.
  sortorder    N  By name (alphabetic)       S  By size (smallest first)
               E  By extension (alphabetic)  D  By date/time (oldest first)
               G  Group directories first    -  Prefix to reverse order
  /P          Pauses after each screenful of information.
  /Q          Display the owner of the file.
  /R          Display alternate data streams of the file.
  /S          Displays files in specified directory and all subdirectories.
  /T          Controls which time field displayed or used for sorting
  timefield   C  Creation
              A  Last Access
              W  Last Written
  /W          Uses wide list format.
  /X          This displays the short names generated for non-8dot3 file
              names.  The format is that of /N with the short name inserted
              before the long name. If no short name is present, blanks are
              displayed in its place.
  /4          Displays four-digit years

Switches may be preset in the DIRCMD environment variable.  Override
preset switches by prefixing any switch with - (hyphen)--for example, /-W.

当我使用以下方法格式化闪存时，这个问题变得更加有趣NTFS其文件系统格式如下：

在此处输入图片描述

正如你在下面看到的，在这种情况下，我输了125MB我的闪存空间：

在此处输入图片描述

我为FAT32，输出相同的结果NTFS

Q1：有什么问题？这个被占用的空间的来源在哪里？

问题 2：我可以看到那些占用该空间的文件吗？

为了获得更多乐趣，我安装了此闪存（格式化为NTFS) 在 Linux 中查看它：

在此处输入图片描述

太奇怪了！我们87.2MB利用了空间！（在 Windows7 中则为 125MB）。

让我们通过命令查看其内容ls -a：

在此处输入图片描述

哦！又没事了！

Q3:为什么同一个Flash在两个OS下的已用空间不一样？

更新：对于FAT32格式，在 Windows 和 Linux [在本例中为 BackTrack] 中没有区别，并且在两者中我们都有16KB。

感谢您的时间和考虑。

答案1

关于FAT32

TL；DR；

文件大小是通过计算文件分配表，胖的由于需要根目录条目，所以不能为空，因此 FAT 文件系统始终需要一个簇空间 (= Allocation unit size)！

详细解答

FAT32 文件系统以群集为单位工作，这是Allocation size unit您选择的。FAT32 的设计需要每个文件一个簇+一个簇用于根目录。

FAT32文件系统包含以下部分：

FAT32 文件系统

[从Paul 的 8051 代码库：了解 FAT32 文件系统]

簇区域被划分为大小相同的簇，例如 4k、8k、16k 和 32k。每个文件（包括根目录）占用一个或多个簇：

  1. 这卷 ID指定集群，其中根目录STARTS，通常是第三个簇，从 0 开始计数时是第二个簇。（0x02C）

  2. 这根目录群集包含目录条目，这些是 32 字节结构，提供有关文件和目录的信息，最重要的是

    • 姓名
    • 文件类型（文件或目录）
    • 1. 文件/目录的簇
    • 文件/目录的大小。

    目录项

    [从Paul 的 8051 代码库：了解 FAT32 文件系统]

  3. 要知道我们需要读取多少个文件和目录的簇，包括我们需要读取的根目录，FAT #1或者FAT #2哪些是文件分配表s:

    • 为了实现冗余，两个 FAT 都包含相同的数据。
    • FAT 为每个数据簇包含一个条目。
    • 每个条目长度为 32 位（因此为 FAT32），
    • 32 位 FAT 条目指定
      • 文件或目录的下一个簇的编号，
      • 这是文件/目录的最后一个簇（0xFFFFFFFF），
      • 该集群为空（0x0）。
|3: 0x5                           |4: 0x6                           |5: 0xFFFFFFF       |6: 0xFFFFFFF        |7: 0x          |8: 0x0 | ...
| 1. file start, next cluster 0x4 | 2. file start, next cluster 0x7 | 1. file ends here | 2. files ends here | Empty cluster | Empty | ...

因此，为了读取文件或目录，我们

  1. 从目录条目中读取起始扇区和文件大小。
  2. 从 FAT 中找出后续扇区。
  3. 按正确顺序读取扇区尺寸字节。

对于空的 FAT 文件系统FAT 在根目录的第 2 扇区包含一个条目，指定该扇区是最后一个扇区：

# for i in `seq 0 3`; do (fatcat -@ $i /dev/sda1 | grep FAT1); done
#     fatcat => FAT filesystem explore, extract, repair, and forensic tool
#         -@ <cluster> => display cluster info: offset, address, FAT entry
FAT1: 4294967295 (ffffffff) # sec 0
FAT1: 4294967295 (ffffffff) # sec 1
FAT1: 4294967295 (ffffffff) # sec 2, 1. and last sector for the root directory.
FAT1: 0 (00000000)          # sec 3, empty because there are no more files/directories.

对于 Linux 系统，诸如此类的命令df使用stat系统调用，通过读取所有非FAT 条目statfs来计算 FAT32 文件系统的已用空间：0x0

int fat_count_free_clusters(struct super_block *sb)
{
    ...

    free = 0;
    fatent_init(&fatent);
    fatent_set_entry(&fatent, FAT_START_ENT);
    fat_ra_init(sb, &fatent_ra, &fatent, sbi->max_cluster);
    while (fatent.entry < sbi->max_cluster) {
        /* readahead of fat blocks */
        fat_ent_reada(sb, &fatent_ra, &fatent);

        err = fat_ent_read_block(sb, &fatent);
        if (err)
            goto out;

        do {
            // WHEN FAT entry == 0x0 this entry is free space!
            if (ops->ent_get(&fatent) == FAT_ENT_FREE) 
                free++;
        } while (fat_ent_next(sbi, &fatent));
        cond_resched();
    }
    sbi->free_clusters = free;

    ...
}

fs/fat/fatent.c#L714Linux 内核 v5.13

因为您的Allocation unit size（= 簇大小）是 16kB，所以 16kB 已经用于一个根目录 FAT 条目（3. 条目，0xFFFFFFFF）。

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