一、 FAT12
FAT12是DOS时代就开始使用的文件系统(File System)，直到现在仍然在软盘上使用，FAT12软盘的被格式化后为：有两个磁头，每个磁头80个柱面（磁道），每个柱面有18个扇区，每个扇区512个字节空间。所以标准软盘的总空间为：
2 * 80 *18 * 512=1474560B=1440K=1.44M
下面是FAT12的结构图：
操作系统之所以认识FAT12格式的磁盘，其秘密就在于逻辑0扇区这512B上。如果这512字节的最后两个字节的内容分别是55和AA（0xAA55低字节在前，高字节在后)的话，BIOS在启动时会将这个扇区读取到0:7C00h-0:7DFFh处，然后跳转到0:7C00h处继续执行指令，操作系统即用此来达到引导系统的目的，而这个磁盘就称为引导磁盘。
操作系统标识FAT12文件系统是因为在逻辑0扇区(即引导扇区)处还存储着一个特定的数据结构，此结构有固定的格式，在操作系统将此磁盘格式化时自动生成，具体数据结构如下表所示：
|
名称 |
开始字节 |
长度 |
内容 |
参考值 |
|
BS_jmpBOOT |
0 |
3 |
一个短跳转指令 |
jmp short LABEL_START nop |
|
BS_OEMName |
3 |
8 |
厂商名 |
'ZGH' |
|
BPB_BytesPerSec |
11 |
2 |
每扇区字节数（Bytes/Sector） |
0x200 |
|
BPB_SecPerClus |
13 |
1 |
每簇扇区数（Sector/Cluster） |
0x1 |
|
BPB_ResvdSecCnt |
14 |
2 |
Boot记录占用多少扇区 |
ox1 |
|
BPB_NumFATs |
16 |
1 |
共有多少FAT表 |
0x2 |
|
BPB_RootEntCnt |
17 |
2 |
根目录区文件最大数 |
0xE0 |
|
BPB_TotSec16 |
19 |
2 |
扇区总数 |
0xB40 |
|
BPB_Media |
21 |
1 |
介质描述符 |
0xF0 |
|
BPB_FATSz16 |
22 |
2 |
每个FAT表所占扇区数 |
0x9 |
|
BPB_SecPerTrk |
24 |
2 |
每磁道扇区数（Sector/track） |
0x12 |
|
BPB_NumHeads |
26 |
2 |
磁头数（面数） |
0x2 |
|
BPB_HiddSec |
28 |
4 |
隐藏扇区数 |
0 |
|
BPB_TotSec32 |
32 |
4 |
如果BPB_TotSec16=0,则由这里给出扇区数 |
0 |
|
BS_DrvNum |
36 |
1 |
INT 13H的驱动器号 |
0 |
|
BS_Reserved1 |
37 |
1 |
保留，未使用 |
0 |
|
BS_BootSig |
38 |
1 |
扩展引导标记(29h) |
0x29 |
|
BS_VolID |
39 |
4 |
卷*** |
0 |
|
BS_VolLab |
43 |
11 |
卷标 |
'ZGH' |
|
BS_FileSysType |
54 |
8 |
文件系统类型 |
'FAT12' |
|
引导代码及其他内容 |
62 |
448 |
引导代码及其他数据 |
引导代码（剩余空间用0填充） |
|
结束标志0xAA55 |
510 |
2 |
第510字节为0x55，第511字节为0xAA |
0xAA55 |
下面我们介绍其中的一些变量的含义：
BS_jmpBoot：是跳转指令，偏移0处的跳转指令必须是合法的可执行的基于x86的CPU指令，如：jmp start，这样可以生成3字节长的指令，（加关键字short的短跳转指令的长度是2字节），指向操作系统引导代码部分。Windows和MS-DOS生成的FAT12启动扇区中的跳转指令是短跳转，如：jmp short LABEL_START，然后加一个nop的空指令来保持3字节的长度。
BPB_BytsPerSec：每扇区的字节数，类型是双字节长，标准分区上的每扇区字节数一般是512B， FAT12的格式下设置为512(0x200h)。
BPB_SecPerClus：每簇扇区数，偏移13处，类型是字节，簇是数据存储的最小单位，在FAT12格式下一般为1，即每簇只有1个扇区(512字节)。
BPB_RsvdSecCnt：Boot记录占用多少扇区，即在FAT1之前的 引导扇区，一般情况下，引导扇区占用1个扇区。
BPB_NumFATs：共有多少个FAT表，默认情况下此字段的值为2，也就是有两个FAT表，FAT1和FAT2的内容相同，当FAT1表出错的时候可以使用FAT2来恢复文件分配表。
BPB_RootEntCnt：根目录文件数最大值，默认为224，每个目录条目占用32B的空间，因此根目录的大小为：224*32/512=14，即占用14个扇区。
BPB_TotSec16：扇区总数=0xB40=2880
BPB_FATSz16：每个FAT占用的扇区数=0x9=9，即FAT1占用1—9逻辑扇区，FAT2占用10—18逻辑扇区。
BPB_SecPerTrk：每磁道扇区数=0x12=18，即标准FAT12文件系统中，每个磁道的扇区数就是为18。
BPB_NumHeads：磁头数=0x2=2，该磁盘包括2个磁头，也就是面数是2。
FAT1和FAT2是两个完全相同的FAT表，每个FAT占用9个扇区。其中FAT1占用1—9扇区，FAT2占用10—18扇区。具体详细介绍看下面4。
根目录区的开始扇区号是19，它是由若干个目录条目(Directory Entry)组成，条目最多有BPB_RootEntCnt个，由于根目录区的大小是依赖于BPB_RootEntCnt的，所以长度不固定。
在本FAT12中，因为BPB_RootEntCnt=0xE0=14*16+0=244，即条目最多为244个，又因为每个条目占用32个字节，故244*32/512=14，即该根目录区占14个扇区，即19—32。
根目录区中的每个条目占用32字节，它的格式如下图：
这里主要定义了文件的名字，属性，最后写入的时间和日期，文件的开始簇数以及文件大小。
下面我们通过实例来认识这些内容，
1、 首先创建一个虚拟软盘，在这里我们使用WinImage，具体下载地址在我的下载资源中。
打开WinImage:
选择文件—》新建
新建一个虚拟软盘之后，需要向里面添加文件，我们需要提前写好下面几个文件
RIVER.TXT，内容为riverriverriver
FLOWER.TXT，内容为flowerflower………flower，至少要100个flower，使得数据空间大于512个字节，这样该文件将占用两个连续的扇区。
TREE.TXT，内容为treetreetree
再添加一个HOUSE目录，然后在目录\HOUSE下添加两个文本文件：
CAT.TXT，内容为catcatcat
DOG.TXT，内容为dogdogdog
选择映像—》加入，依次加入RIVER.TXT，FLOWER.TXT，TREE.TXT三个文件
映像—》创建文件夹 HOUSE
添加HOUSE目录
双击house，进入house的文件夹内，然后添加CAT.TXT，DOG.TXT两个文件
添加文件完成，然后保存，其中注意事项，保存类型为：虚拟软盘映像(*.vfd)，我不知道这个类型与IMG有什么区别，但是我知道这个类型得到的结果是对的。呵呵！文件名为FLOOPY，这样我们就创建了一个虚拟软盘FLOOPY.vfd
然后使用UltraEdit打开FLOOPY.vfd，由于根目录区是从第19扇区开始的，每个扇区512个字节，所以其第一个字节位于偏移19*512=9278=0x2600处，好的，现在就让我们去定位到0x2600处看看到底Directory Entry为何物？
RIVER.TXT的各项值：
在这里，我们只需要关心RIVER.TXT的DIR_FstClus，即文件的开始簇号，由于本FAT12中的BPB_SecPerClus=1，故一个簇为一个扇区，DIR_FstClus=2，意味着该文件的在数据区的起始扇区号为2。在这里需要注意的是，数据区的第一个簇的簇号是2，而不是0或者1，故该文件的数据开始于数据区的第一个簇，也就是第一个扇区。
那么数据区的第一个扇区在哪里呢？
首先计算根目录区所占有的扇区数：
RootDirSectors =((BPB_RootEntCnt*32)+(BPB_BytsPerSec-1))/BPB_BytsPerSec。
之所以分子要加上(BPB_BytsPerSec-1)，是为了保证此公式在根目录区无法填满整数扇区时仍然成立。
在本例中，因为BPB_RootEntCnt=224，计算得到根目录区所占有的扇区为14个。所以
数据区开始的扇区号=根目录区开始的扇区号+14=19+14=33。
现在就让我们跳入到第33扇区的偏移量是512*33=16896=0x00004200，让我们看看这里的内容：
果然是riverriverriver。
在这里，由于RIVER.TXT小于512字节，所以我们不需要FAT表就在数据区中找到了RIVER.TXT的内容，但是对于大于512字节的文件来说，就没有这么简单了，需要使用FAT表来寻找到该文件占用的所有数据区扇区。
下面让我们跳入FAT1的内容，FAT1的开始扇区号是1，故偏移为1*512=512=0x200。
一堆看不懂的符号，好像很多F。其实并不复杂，它有点像是一个位图，其中，每12位成为一个FAT项(FAT Entry)，代表一个数据区中的簇。第0个和第1个FAT项始终不使用，第2个FAT项开始表示数据区的每一个簇，也就是说，第2个FAT项表示数据区第一个簇，依次类推。前文说过，数据区的第一个簇的簇号是2，和这里相呼应。
要注意，由于每一个FAT项占12位，包含一个字节和另一个字节的一般，所以觉得特别别扭。具体情况是这样的，假设连续3个字节分别是如图所示：
通常，FAT项的值代表的是文件的下一个簇号，但如果值大于或等于0xFF8，则表示当前簇已经是文件的最后一个簇了。如果值为0xFF7，表示它是一个坏簇。
文件RIVER.TXT的开始簇号为2，对应的FAT表中的值为0xFFF，表示这个簇已经是最后一个。
文件FLOWER.TXT的开始簇号为3，对应的FAT表中的值为0x004，表示文件还没有结束，下一个簇号是0x004，然后我们再看FAT表中第4个簇相对应的FAT值为0xFFF，则表示该是最后一个簇，则文件FLOWER.TXT占用第3、4簇。
如果想使文件内容分存在不连续的扇区内，有一个方法可以做到，就是先将该文件加入到软盘驱动中，然后在进行添加相同的文件，进行覆盖。当然该文件的大小必须大于512个字节。