File Allocation Table
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[modifier] Résumé
FAT, acronyme anglais de file allocation table (table d'allocation de fichiers), est un système de fichiers relativement basique. Il a été conçu par Bill Gates et Marc McDonald pour QDOS (l'ancêtre de MS-DOS, écrit par Tim Paterson). Il fut ensuite utilisé sous MS-DOS puis dans la branche 9x de Windows. La branche NT utilisera elle le NTFS.
FAT a été conçu au départ pour des disquettes de 160 K, mais un de ses plus gros défauts était le nombre limité de caractères dans les noms des fichiers (le fameux 8.3) : 1 à 8 caractères, un point et 0 à 3 caractères, sans distinction de la casse. Ce défaut a été résolu dans MS-DOS 7 (le MS-DOS de Windows 95) grâce à un bricolage préservant la compatibilité : le système VFAT. Mais il ne permet l'accès aux noms longs qu'à l'intérieur de Windows 95. Les versions ultérieures de MS-DOS n'ont pas corrigé ce problème en raison de la prépondérance de Windows. VFAT permet aussi d'utiliser les lettres minuscules et les caractères unicode dans les noms de fichiers.
FAT a évolué en différentes versions, toutes supportées par les dernières versions de MS-DOS et les versions actuelles de Windows, qui ont été rendues nécessaires par l'évolution des capacités de stockage des disques :
- FAT12 : maximum de 212, soit 4 096 clusters de taille fixe (choisie au départ entre 512 octets et 4 Ko). Utilisé entre autres sur les disquettes.
- FAT16 : maximum de 216, soit 65 536 clusters de taille fixe (choisie au départ entre 2 Ko et 32 Ko).
- VFAT : Une évolution de la FAT, permettant de gérer les noms longs dans Windows 95 et les versions suivantes. Il s'applique à toutes les versions de FAT (FAT12, FAT16, FAT32...).
- FAT32 : apparu avec Windows 95 OSR2, il supporte un maximum de 228 (268 millions !) de clusters de taille variable de 512 octets à 16 Ko, avec reprise du système VFAT. Notons que la taille des fichiers ne peut dépasser 4Go.
Malgré son manque de résistances aux pannes par rapport à ses concurrents, FAT reste aujourd'hui (2005) très utilisé, notamment sur les cartes mémoires pour appareils photo numériques en raison de la simplicité de son implémentation permettant l'utilisation dans des systèmes embarqués ainsi que la compatibilité assurée avec Windows et beaucoup d'autres systèmes d'exploitation.
Microsoft a tenté en décembre 2003 de déposer un brevet sur FAT, de façon à pouvoir percevoir des droits sur les licences qui auraient été accordées aux fabriquants d'appareils électroniques. Mais la demande a été rejetée en septembre 2004.
Elle a cependant été validée en janvier 2006, après que Microsoft eut complété son argumentaire.
[modifier] Aspect technique
Le système de fichier FAT est composé de 3 grandes sections :
- Le "secteur de boot" ou "BPB".
- C'est le premier secteur du disque.
- Les "tables d'allocation" ou "FATs".
- C'est une carte du disque.
- Le "répertoire racine" ou "Root directory".
- C'est une liste des fichiers présents à la racine du disque.
[modifier] Le BPB
[modifier] Structure
Le secteur de boot a le format suivant :
| Position (octets) | Taille (octets) | Description |
|---|---|---|
| 0 | 3 | Saut vers un programme qui va charger le système d'exploitation |
| 3 | 8 | Nom du programme qui a formaté le disque ("MSWIN4.1" par exemple). |
| 11 | 2 | Nombre d'octets par secteur (512, 1024, 2048 ou 4096). |
| 13 | 1 | Nombre de secteurs par cluster (1, 2, 4, 8, 16, 32, 64 ou 128). |
| 14 | 2 | Nombre de secteur réservé en comptant le secteur de boot (32 par défaut pour FAT32, 1 par défaut pour FAT12/16). |
| 16 | 1 | Nombre de FATs sur le disque (2 par défaut) |
| 17 | 2 | Taille du répertoire racine (0 par défaut pour FAT32). |
| 19 | 2 | Nombre total de secteur 16-bit (0 par défaut pour FAT32). |
| 21 | 1 | Type de disque (0xF8 pour les disques durs, 0xF0 pour les disquettes). |
| 22 | 2 | Taille d'une FAT en secteurs (0 par défaut pour FAT32). |
| 24 | 2 | Nombre de secteurs par piste. |
| 26 | 2 | Nombre de têtes. |
| 28 | 4 | Secteurs cachés (0 par défaut si le disque n'est pas partitionné). |
| 32 | 4 | Nombre total de secteurs 32-bit (Contient une valeur si le nombre total de secteurs 16-bits est égale à 0) |
Le tableau suivant explique la suite du BPB pour les disques FAT12/16 (pour le FAT32 voir plus bas) :
| Position (octets) | Taille (octets) | Description |
|---|---|---|
| 36 | 1 | Identifiant du disque (à partir de 0x00 pour les disques amovibles et à partir de 0x80 pour les disques fixes). |
| 37 | 1 | Réservé pour usage ultérieur. |
| 38 | 1 | Signature (0x29 par défaut). |
| 39 | 4 | Numéro de série du disque. |
| 43 | 11 | Nom du disque sur 11 caractères ('NO NAME' si pas de nom). |
| 54 | 8 | Type de système de fichiers (FAT, FAT12, FAT16). |
Le tableau suivant explique la suite du BPB pour les disques FAT32 (pour FAT12/16 voir plus haut) :
| Position (octets) | Taille (octets) | Description |
|---|---|---|
| 36 | 4 | Taille d'une FAT en secteur (remplace l'équivalent cité au-dessus) |
| 40 | 2 | Attributs du disque. |
| 42 | 1 | Version majeur du système de fichier (0 par défaut). |
| 43 | 1 | Version mineur du système de fichier (0 par défaut). |
| 44 | 4 | Numéro du premier cluster du répertoire racine. |
| 48 | 2 | Informations supplémentaire sur le système de fichier (1 par défaut). |
| 50 | 2 | Numéro de secteur de la copie du secteur de boot. |
| 52 | 12 | Réservé pour des ajouts ultérieur (0 par défaut). |
| 64 | 1 | Identifiant du disque (à partir de 0x00 pour les disques amovibles et à partir de 0x80 pour les disques fixes). |
| 65 | 1 | Réservé pour usage ultérieur. |
| 66 | 1 | Signature (0x29 par défaut). |
| 67 | 4 | Numéro de série du disque. |
| 71 | 11 | Nom du disque sur 11 caractères ('NO NAME' si pas de nom). |
| 82 | 8 | Type de système de fichiers (FAT32). |
[modifier] Exemple
Pas d'exemple.
[modifier] FAT
[modifier] Cluster
Un cluster est un groupe de secteurs. Il sert d'unité d'allocation aux fichiers. Chaque cluster stocke donc les données d'un fichier. Pour un fichier de 9000 octets par exemple, sur un disque utilisant des clusters de 8192 octets (soit 16 secteurs de 512 octets), 2 clusters sont utilisés, dont le dernier n'utilise que 808 octets ( 9000 - 8192 ).
[modifier] Structure
Une table d'allocation est une carte où chaque nombre représente un cluster. Cette table est un tableau de nombres, indexé par un numéro de cluster. Le tableau suivant donne les valeurs possibles pour ces nombres :
| FAT12 | FAT16 | FAT32 | Description |
|---|---|---|---|
| 0x000 | 0x0000 | 0x?0000000 | Cluster vide |
| 0x001 | 0x0001 | 0x?0000001 | Cluster réservé |
| 0x002 - 0xFEF | 0x0002 - 0xFFEF | 0x?0000002 - 0x?FFFFFEF | Cluster utilisé, pointeur vers le cluster suivant du fichier |
| 0xFF0 - 0xFF6 | 0xFFF0 - 0xFFF6 | 0x?FFFFFF0 - 0x?FFFFFF6 | Valeurs réservées |
| 0xFF7 | 0xFFF7 | 0x?FFFFFF7 | "Mauvais cluster" |
| 0xFF8 - 0xFFF | 0xFFF8 - 0xFFFF | 0x?FFFFFF8 - 0x?FFFFFFF | Cluster utilisé, dernier cluster d'un fichier |
[modifier] Exemple
| Numéro | Cluster 1 | Cluster 2 | Cluster 3 | Cluster 4 | Cluster 5 | Cluster 6 | Cluster 7 | Cluster X |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| La valeur... | 0000 | 0003 | 0004 | 0006 | 0001 | 0007 | FFFF | .... |
| ...correspond à | Vide | Utilisé | Utilisé | Utilisé | Réservé | Utilisé | Utilisé |
Remarque : Dans cet exemple un fichier utilise, dans l'ordre, les clusters 2, 3, 4, 6 et 7.
[modifier] Root Directory
[modifier] Structure
Le répertoire racine est une liste d'entrée. Les entrées du répertoire racine ont le format suivant :
| Offset | Taille | Description | |||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0x00 | 8 | Nom du fichier (rempli par des espaces)
Le premier octet peut avoir l'une des valeurs spéciales suivantes :
|
|||||||||||||||||||||||||||
| 0x08 | 3 | Extension (rempli par des espaces) | |||||||||||||||||||||||||||
| 0x0b | 1 | Attributs du fichier :
La valeur d'attributs 0x0F est utilisé pour désigner un nom de fichier long. |
|||||||||||||||||||||||||||
| 0x0c | 1 | Reservé, utilisé par NT | |||||||||||||||||||||||||||
| 0x0d | 1 | Heure de création: par unité de 10ms (0 à 199). | |||||||||||||||||||||||||||
| 0x0e | 2 | Heure de création :
|
|||||||||||||||||||||||||||
| 0x10 | 2 | Date de création :
|
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| 0x12 | 2 | Date du dernier accès ; voir offset 0x10 pour la description. | |||||||||||||||||||||||||||
| 0x14 | 2 | Index EA (utilisé par OS/2 et NT) pour FAT12 et FAT16 ; 2 octets de poids fort du numéro du premier cluster pour FAT32 | |||||||||||||||||||||||||||
| 0x16 | 2 | Heure de dernière modification ; voir offset 0x0e pour la description. | |||||||||||||||||||||||||||
| 0x18 | 2 | Date de dernière modification ; voir offset 0x10 pour la description. | |||||||||||||||||||||||||||
| 0x1a | 2 | Numéro du premier cluster du fichier (FAT12 et FAT16) ; 2 octets de poids faible de ce numéro (FAT32). | |||||||||||||||||||||||||||
| 0x1c | 4 | Taille du fichier |
Quand le fichier est un répertoire (voir bits attributs), le contenu est une structure identique au format précédent, et commence par les deux entrées '.' et '..'.
