Información sobre la estructura de FAT32 - MBR, sector de arranque de FAT32

¿Qué es el Registro de Arranque Maestro?

El Registro de Inicio Maestro es el mismo para casi todos los Sistemas Operativos. Se encuentra en el primer Sector del Disco Duro, en el Cilindro 0, Cabezal 0, Sector 1. Es el primer fragmento de código que ejecuta tu ordenador después de haber comprobado todo tu hardware (POST) y haber pasado el control del software de carga al disco duro. También contiene la tabla de particiones, que define las distintas secciones de tu disco duro. Básicamente, si algo le ocurre a esta pequeña sección de 512 bytes, tu disco duro está descerebrado.

• Entrada de partición (parte del MBR)

• Codificación cilindro/sector

Supongo que en la época de los discos duros de 10 MB y los 8086, el código era escaso. Así que hicieron todo lo que pudieron para preservar el espacio. Por desgracia, ahora tenemos que vivir con ello, pero por suerte crearon nuevas formas de traducir el sistema para que el Límite de 1024 Cilindros (2^10) no sea un problema demasiado grande, al menos para los ordenadores más nuevos. Los más antiguos suelen necesitar algún tipo de programa de Superposición de Disco para que vean todo el disco duro.

De todos modos, para obtener el Sector, tienes que aplicarle una máscara AND ($3F). Para obtener el Cilindro, coges el byte alto y lo O con el byte bajo al que se le ha aplicado la máscara AND ($C0) y luego se ha desplazado dos a la izquierda. No es muy fácil de explicar, así que sólo te mostraré cómo lo hice con dos rutinas que hice (En Pascal) para Codificar y Decodificar el Cilindro/Sector. Espero que aunque no sepas Pascal seas capaz de leerlo.

Función CylSecEncode(Cilindro, Sector: Palabra): Palabra;
Comienza
CylSecEncode: = (Lo(Cilindro) shl 8) o (Hi(Cilindro) shl 6) o Sector;
Fin;

Procedimiento CylSecDecode(Var Cilindro, Sector: Palabra; CylSec : Palabra);
Comienza
Cilindro: = Hi(CylSec) o ((Lo(CylSec) y $C0) shl 2);
Sector: = (CylSec y $3F);
Fin;

Listado de tipos de partición

Hay más de los que se muestran, pero sólo he incluido los que son relevantes para los sistemas operativos MS.

Lectura de varias particiones

Aunque tener varias particiones en FAT32 no es tan probable como en FAT16, sigue funcionando igual. La primera partición es la Partición Primaria, y todo lo demás se almacena en la Partición Extendida. Sin embargo, es un poco complicado leer esas particiones adicionales (no mucho, sólo un poco). El primer registro de la tabla de particiones muestra dónde está la Partición Principal (qué tamaño tiene, dónde empieza y dónde acaba). El segundo registro de la tabla de particiones muestra dónde está la Partición Extendida Completa (que puede incluir más de una partición). Para leer más particiones, ve al lugar donde dice que empieza la Partición Extendida y lee el primer sector. Actúa igual que el MBR. Tendrá un espacio en blanco donde se supone que está el código, y en la tabla de particiones tendrá como primera entrada la siguiente Partición de la Unidad, y si hay más, habrá otra Partición Extendida, igual que antes. Sin embargo, todas las referencias a Números de Sector se hacen tomando como referencia ese nuevo punto del MBR, convirtiéndolo en una unidad virtual. Por si esto no tiene mucho sentido (y por la forma en que explico las cosas puedo entender que no lo tenga), déjame mostrarte cómo se configura una unidad con tres particiones.

MBR de la unidad completa

Entrada nº 1 - Apunta a la Partición nº 1
Entrada nº 2 - Apunta a toda la partición extendida

Leerías el primer sector de esa Partición Extendida, y verías otra Estructura MBR.

MBR de Partición Extendida

Entrada #1 - Apunta a la Partición #2
Entrada #2 - Apunta al resto de la Partición Extendida después de la Partición #2

Ahora, todas las referencias a Números de Sector (concretamente la entrada en el Desplazamiento 08h) en esas Entradas no se referenciarían desde el inicio de la unidad, sino desde el inicio de la Partición Ampliada. Sin embargo, los números CHS (Cilindro, Cabezal, Sector) seguirían siendo correctos.

Una vez más, leerías el primer sector de esa Partición Extendida, y verías el siguiente MBR.

MBR del resto de la partición extendida

Entrada #1 - Apunta a la Partición #3
No hay Entrada #2, ya que ésta fue la Última Partición

Si hubiera otra partición, el patrón continuaría igual que antes, hasta llegar a la última.

Información del registro de arranque FAT32

Esta información se encuentra en el primer sector de cada partición.

Instrucción del sector de información del sistema de archivos

Normalmente, existe un Segundo Sector de la partición, aunque como hay una referencia en el Sector de Arranque a él. Supongo que se puede mover. Nunca me he hecho una idea completa de éste. Aunque sé dónde están los campos importantes.

Disposición de la unidad FAT32

Cluster Significado

Un clúster es un grupo de sectores del disco duro que contienen información. Un Grupo de 4K tiene 8 Sectores (512*8=4096). A cada grupo se le asigna un lugar en la tabla FAT. Cuando miras una entrada en la FAT, el número que aparece en ella te indica si ese clúster contiene datos o no y, en caso afirmativo, si es el final de los datos o hay otro clúster después. Todos los datos de una partición empiezan en el clúster nº 2. Si la Entrada FAT es 0, entonces no hay datos en ese clúster. Si la Entrada FAT es 0FFFFFFFh, entonces es la última entrada de la cadena.

Este es uno de los mayores agujeros en mi información. No soy capaz de encontrar ningún sitio que muestre qué números significan qué cuando se trata de la tabla FAT. He podido saber el final de la cadena con sólo mirar una Unidad FAT32, pero no sé qué significa un Clúster MALO ni cuál es el número máximo válido para mostrar datos.

De momento, puedes calcular el clúster máximo válido en una partición con esta fórmula:

( (# de Sectores en Partición) - (# de Sectores por Grasa * 2) - (# de Sectores Reservados) ) / (Número de sectores por clúster)

Si hay algún resto en la respuesta a esa fórmula, sólo significa que había unos cuantos conglomerados de más al final de la partición (probablemente no los suficientes como para hacer otro conglomerado), así que puedes deshacerte de todo lo que haya después del punto decimal.

Tabla de directorios

Otro aspecto cuando se observa un Sistema de Archivos a Bajo Nivel es la Tabla de Directorios. La Tabla de Directorios es la que almacena todas las Entradas de Archivos y Directorios. Básicamente, sólo hay una diferencia entre la Tabla de Directorios de FAT16 y FAT32. La diferencia es: el Byte Reservado OS/2 (Offset 20 [14h]) de la Estructura de Nombre de Archivo Corto se sustituye por la Palabra Alta del Número de Clúster (ya que ahora son 4 bytes en lugar de 2).

Tabla de asignación de archivos

Notas a pie de página

1 - LBA = Direccionamiento Lógico por Bloques - Utiliza las Extensiones Int 13h incorporadas en las BIOS más recientes para acceder a datos por encima de la barrera de los 8 GB, o para acceder estrictamente en modo LBA, en lugar de CHS (Cilindro, Cabeza, Sector).

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