FAT12 - File Allocation Table 12Bit Adressierung

Übersichtstabellen

Eine 12 Bit-Adressierung, damit kommt man auf 4096 Cluster = 2¹². Da bei FAT12 ein Cluster 512 Byte groß ist, könnte man 4096 Cluster = 2 MByte nummerieren und aussprechen.

Der Bootsektor

Der erste Sektor mit dem Ladeprogramm wird Bootsektor genannt und ist für das Laden des Betriebssystems zuständig. Er selbst enthält Informationen über die nachfolgenden Sektoren und deren Nutzung, und damit weiß das Ladeprogramm, wo was steht.

Der Bootsektor geht nun noch bis zum Offset 01FEH, jedoch unterscheidet sich der Bootsektor ab Offset 024H bei den verschiedenen FAT-Versionen. Die Beschreibung ab Offset 024H (Siehe Tabelle 1)

FAT Funktion

Um die FAT auslesen zu können muss man sie Nachvollziehen und verstehen können. Anhand der Abb. fat12e versuche ich ihnen zu verdeutlichen, wie und wo der Bytestrom der FAT entlang fließt.

Die FAT-12-Bit Adresse besteht jeweils aus 1,5 Nibbles (z.B FF0), das heißt:

• Ein ganzes Byte (z.B F0) und
• Ein halbes Byte (z.B F).

Aufgabe der FAT ist es die Teile der Daten zu nummerieren und zu zuordnen, es entsteht ein Bytestrom, (siehe Bsp. Analyse FAT) der erst wieder aufhört bis das Ende erreicht wurde (FFF). Also anders gesagt, in der FAT ist gespeichert wo sich die Position von Teilen der Daten befinden, sodass sie nach einander zusammen geführt werden. Es entsteht eine Reihenfolge, die in der Regel nicht hintereinander sein muss. Es kann weit entfernte Positionen zum Vorgänger-Teil der Datei bestehen. Dies kann in der FAT ausgelesen werden.

Es beginnt entweder mit 2x Lows und 1x High (LHL), oder 2x High und 1x Low (HLH). Dies wiederholt sich immer wieder, bis das Ende der Datei erreicht wurde. Die Gesamtanzahl der Cluster kann entnommen werden, indem man die Nibble (=1 Byte) zählt, bis das Ende FFF erreicht wird.

Verzeichniseintrag im Stammverzeichnis

Formeln

Gelieferte 3,5" HD Diskette

Der Kunde hat uns die Diskette geliefert mit dem Ergebnis der Formatierung und der aufgelisteten Disketten Inhalte. Es soll explizit die Dateien:

• FAT12.LOG im
• TMP-Ordner und
• T1024.txt im
• Disketten-Ordner

untersucht und ausgelesen werden. (FSc: Plus die Defekten Sektoren und deren Größe)

Inhalt

Der Aufbau einer Diskette mit FAT12 ist anders als der einer Festplatte. Die Adressierung mit 12 Bit ist gleich. Hier muss vor der ersten Verwendung keine Partition angelegt werden, damit gibt es keine Partition Tabelle. Sondern es braucht nur Formatiert zu werden. Das haben wir mit folgenden Ergebnissen getan.

Neue Diskette in Laufwerk A: einlegen
und anschließend die EINGABETASTE drücken...

Formatiere 1.44 MB
Formatieren beendet
Systemdateien übertragen

1.457.664 Byte Speicherplatz auf dem Datenträger insgesamt
 204.288 Byte vom System benutzt
   9.216 Byte in fehlerhaften Sektoren
1.244.160 Byte auf dem Datenträger verfügbar

     512 Byte in jeder Zuordnungseinheit.
   2.430 Zuordnungseinheiten auf dem Datenträger verfügbar.

Datenträgernummer: 371A-100F

Verzeichnisstruktur laut DOS-Befehl

Danach haben wir die Verzeichnisse analysiert und Dateien gefunden in folgender Struktur:

Ausgabe von HDD-Info.CMD"
Auflistung der Ordnerpfade für Volume FAT12
Volumennummer: 371A-100F
A:\
+---TMP
\---Diskette
.
Datenträger in Laufwerk A: ist FAT12
Volumenseriennummer: 371A-100F

Verzeichnis von a:\                                   [ATTRIBUTE]

31.05.1994  06:22            57.377 COMMAND.COM       [A]
21.06.2019  09:33    <DIR>          Diskette          [D]
21.06.2019  08:46    <DIR>          TMP               [D]
                    1 Datei(en)         57.377 Bytes

                    Verzeichnis von a:\TMP

21.06.2019  08:46    <DIR>          .
21.06.2019  08:46    <DIR>          ..
21.06.2019  08:45             4.942 FAT12.LOG         [A]
1 Datei(en)          4.942 Bytes

Verzeichnis von a:\Diskette

21.06.2019  09:33    <DIR>          .
21.06.2019  09:33    <DIR>          ..
20.06.2019  13:36             1.024 T1024.txt         [A]
20.06.2019  13:36             2.048 T2048.txt         [A]
20.06.2019  13:35               512 T512.txt          [A]
                 3 Datei(en)          3.584 Bytes

                 Anzahl der angezeigten Dateien:
                 5 Datei(en)         65.903 Bytes
                 6 Verzeichnis(se),      1.234.432 Bytes frei

  A:\IO.SYS                                          [A  SHR]
  A:\MSDOS.SYSdsad[A  SHR]a
  A:\DRVSPACE.BIN                                    [A  SHR]

Analyse

Hier steht das was wir herausgefunden haben.

Gegenüber den Standard der Übersichtstabellen wurden folgende Einträge gefunden, die auf unsere Diskette zutreffen:

Analyse der Bytes ab Adresse:

• 00 00 00 15H: F0H
  
  • Double sided
  • 80 Spuren
  • 18/36 Sektoren pro Spur
  • Kapazität = 2 Seiten * 80 Spuren * 18 Sektoren/Spur * 512 Bytes/Sektor = 1.474.560 Bytes
  • Einsatz: 3,5" High Density Diskette mit 1,44/2,88 MByte.
• 00 00 00 24H: 00H
  Physische BIOS-Laufwerksnummer ist 00H weil dies eine Diskette ist.

Das Stammverzeichnis

Hier haben wir bei der FAT12-Diskette die Verzeichnisstruktur schematisch ausgelesen und detailliert dargestellt. Hier kommt noch der fehlende Teil des Bootsektors ab Offset 24H für FAT12. Danach haben wir Verzeichnisse analysiert und folgende Dateien gefunden: Bei FAT12 folgt das Stammverzeichnis direkt nach der FAT und hat eine festgelegte Größe und somit eine Maximalanzahl an Verzeichniseinträgen. Bei der Formatierung wird das Dateisystem festgelegt und kann ohne Spezialprogramme nicht mehr geändert werden.

Zur Verdeutlichung haben wir den Auftrag mit der 3,5" HD Diskette genommen. Sie hat den Namen HD002HUS bekommen. Dort befinden sich ein Verzeichnis TMP und 3 unterschiedlich Große Dateien im Unterverzeichnis Diskette T512.txt, T1024.txt und T2048.txt. Im Unterverzeichnis TMP befindet sich 1 Datei mit Namen FAT12.LOG.

Zu jedem FAT-Eintrag gehören 3 Nibbles. Wir fassen sie zusammen und erhalten die FAT-Einträge von 0 bis 9. Danach muss umgestellt werden, weil der höchste Wert die höchste Adresse hat. Damit können sie die FAT auslesen. FAT-Eintrag Nummer 2 bedeutet, dass die Datei im Sektor 33 beginnt. Verkettung von Daten und Verzeichnissen

Die FAT

FAT Ansicht

Hier haben wir die FAT, es wird festgelegt, in welcher Reihenfolge die Bytes fließen. Verkettung von Daten und Verzeichnissen in der FAT

Vorgehensweise:

Hier werde ich anhand der Datei T1024.txt die Vorgehensweise der FAT erklären. Wie sie in der Theorie funktioniert, wurde oben beschrieben. Hier geht es um ein Praktisches Beispiel. Wenn die Null am Anfang steht kann sie weg gelassen werden.
Gesucht: Anfang in der FAT

Berechnung:

1. Auslesen des Start Cluster der T1024.txt, kann aus dem HEX-Editor entnommen werden.
   = 9D 01H (umdrehen) = 01 9DH = 413 D.
2. Nun muss dieser Wert mit dem 12-Bit/Eintrag (1,5) multipliziert werden.
   = 619,5 D.
3. Zu diesem Ergebnis wird die Zahl 512 D (1 Cluster) summiert.
   = 1.131,5 D.

Im Hexadezimal sowie im Dezimalsystem gibt es keine Nachkommastellen. Leider gibt es keine andere Möglichkeit, da FAT12 immer 1,5 Bytes (Nibble) braucht. Ziehen sie die 0,5 ab, um auf ein Gerades Ergebnis zu kommen, im Diesen Fall: 1.131 D = 46BH

FAT-Eintrag:
HEX: EF 19 FF 0F
FAT12: 19E FFF
Aus der FAT kann entnommen werden das es 2 Cluster sind: 19D und 19E.

Wieder herstellbare Daten

TMP Ordner in Root

Bedeutung der HEX Zeichen anhand eines Beispiels unserer Diskette mit den Ordner TMP, der sich im Root befindet. Wir untersuchen einen Diskette und zeigen ihnen was dabei rausgekommen ist mit folgenden Ergebnis:

FAT12.log im TMP Ordner

Bedeutung der HEX Zeichen anhand eines Beispiels unseres Auftrages mit der Datei FAT12.log im Ordner TMP, der sich im ROOT befindet. Wir untersuchen unsere Diskette mit einem HEX-Editor.

Diskette Ordner im Root

Bedeutung der HEX Zeichen mit dem Ordner Diskette, der sich im ROOT befindet. Wir untersuchen unsere Diskette mit einem HEX-Editor.

T1024.txt im Diskette Ordner

Bedeutung der HEX Zeichen mit dem Ordner Diskette, der sich im ROOT befindet. Wir untersuchen unsere Diskette mit einem HEX-Editor.