Explicação detalhada do sector de arranque FAT

Noções sobre o conteúdo e a função de um sistema de ficheiros "sector de arranque" pode ser útil quando resolver falhas de arranque ou danos no disco.

Ocasionalmente, normalmente devido a infecção de vírus ou falha de hardware, um sector de arranque poderá ficar danificado. Se a partição for a partição principal activa ou uma partição que contenha ficheiros de sistema operativo, isto pode impedir que o sistema seja iniciado. Caso contrário, poderá impedir simplesmente que acesso a dados na unidade.

Normalmente, se suspeitar de danos no disco, é melhor utilizar software anti-vírus comercial ou software de recuperação do disco. Em alguns casos, no entanto, conhecimento detalhado do sector de arranque poderá revelar úteis.

Este artigo explica os vários campos de um sector de arranque FAT. Utilizando as seguintes informações, poderá ser possível reparar manualmente um sector de arranque danificado FAT. Para tentar tal uma reparação, ferramentas de edição da disco capazes de editar sectores de disco são necessárias. Este artigo não aborda ferramentas específicas que podem ser utilizadas para efectuar uma operações de reparação.

Enquanto cada esforço tiver sido efectuado para garantir a exactidão das seguintes informações, sistemas operativos diferentes, incluindo futuras versões dos sistemas operativos da Microsoft, poderá utilizar estruturas de dados diferente. Assim, deverá certificar utilizam as seguintes informações da responsabilidade do utilizador.

Fundo e terminologia

Este documento, um "sector de arranque do sistema de ficheiros" é o primeiro sector físico num volume lógico. Um volume lógico pode ser uma partição primária, uma unidade lógica numa partição expandida ou uma prova composta de duas ou mais partições, tal como acontece com espelhos, conjuntos de repartições (stripe) e conjuntos de volumes.

Em disquetes, o sector de arranque é o primeiro sector do disco. No caso de unidades de disco rígido, o primeiro sector é referido como o "Registo de arranque principal" ou "MBR, Master Boot Record." Este MBR, Master Boot Record é diferente de um sector de arranque do sistema de ficheiros e contém uma tabela de partições que descreve o esquema de partições lógicas nesse disco rígido. O sector de arranque do sistema de ficheiros será o primeiro sector dessas partições.

O processo de arranque

O processo de arranque de 80 x 86 computadores pessoais (por oposição a baseado em RISC com sistemas) faz utilização directa de um sector de arranque do sistema de ficheiros para executar instruções. O processo de arranque inicial pode ser resumido da seguinte forma:

1. Teste de energia no próprio (ou POST) iniciado pelo sistema BIOS e da CPU.
2. BIOS determina o dispositivo para utilizar como o dispositivo de arranque"."
3. BIOS carrega o primeiro sector físico do dispositivo de arranque para a memória e transferências de execução de CPU para o início desse endereço de memória. Se o dispositivo de arranque é uma unidade de disco rígido, o sector carregado no passo 3 é o MBR e o processo de arranque funciona da seguinte forma:
   
   
4. Código de MBR, Master Boot Record carrega o sector de arranque referenciado por tabela de partição para a "Active Directory partição principal" na memória e transfere a execução da CPU para o início desse endereço de memória.

Cópia para este ponto, o processo de arranque é completamente independente da como o disco é formatado e o sistema operativo está a ser carregado. A partir deste momento, sistemas operativos e ficheiro em utilização reproduzir uma parte.

No caso de volumes FAT com o Windows NT instalado, o sector de arranque FAT é responsável pela que identifica a localização do ficheiro "NTLDR" no volume, carregar na memória e transferir controlo para o mesmo.

Dentro do sector de arranque FAT

Uma vez que o MBR, Master Boot Record transfere a execução da CPU para o sector de arranque, os primeiros bytes alguns do sector de arranque FAT tem de ser instruções executáveis válidas para um 80 x 86 da CPU. Na prática estas instruções primeira constituem uma instrução "ir" em ocupam os primeiros bytes 3 do sector de arranque. Esta hiperligação serve para ignorar o próximo vários bytes que não são "executáveis".

Após a instrução de ligação é um byte 8 "ID do OEM". Normalmente, é uma cadeia de caracteres que identifica o sistema operativo formatado o volume.

Após o ID de OEM é uma estrutura conhecida como o bloco de parâmetros do BIOS, ou "BPB." BPB tomado como um todo, fornece informações suficientes para a parte executável do sector de arranque não conseguir localizar o ficheiro NTLDR. Uma vez que o BPB começa sempre no desvio do mesmo, parâmetros padrão são sempre numa localização conhecida. Uma vez que a primeira instrução no sector de arranque é uma hiperligação, o BPB pode ser expandido no futuro, desde que novas informações são anexadas ao fim. Neste caso, a instrução de ligação só necessita de um ajuste menor. Além disso, o código executável real pode ser bastante genérico. Todos os variabilidade associados à execução em discos de diferentes tamanhos e geometrias é encapsulado no BPB.

BPB é armazenado num compactados (ou seja, unaligned) formato. A tabela seguinte lista o desvio do byte de cada campo no BPB. Uma descrição de cada campo da tabela a seguir. bytes por sector: Este é o tamanho do sector de hardware e para a maior parte dos discos em utilização dos Estados Unidos, o valor deste campo será 512.

Sectores por cluster: Como FAT, File Allocation Table é limitado em número de clusters (ou "unidades de atribuição") que pode controlar, volumes de grandes dimensões são suportados aumentando o número de sectores por conjunto de sectores. O factor de cluster para um volume FAT é totalmente depende do tamanho do volume. Valores válidos para este campo são 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64 e 128. Consultar na Microsoft Knowledge Base para o termo "Tamanho predefinido do cluster" para obter mais informações sobre este assunto.

Reservado Sectors: Esta representa o número de sectores antes do início do primeiro FAT, incluindo o próprio sector de arranque. Ele deve ter sempre um valor de, pelo menos, 1.

Gorduras: Este é o número de cópias da tabela FAT armazenado no disco. Normalmente, o valor deste campo é 2.

Entradas de raiz: Este é o número total de entradas de nome de ficheiro que podem ser armazenados no directório raiz do volume. Num disco rígido típico, o valor deste campo é 512. Tenha em atenção, no entanto, uma entrada é sempre utilizada como um nome de volume e que irão utilizar ficheiros com nomes de ficheiro longos até várias entradas por ficheiro. Isto significa que o maior número de ficheiros no directório raiz é normalmente 511, mas que irá ficar sem entradas antes que se forem utilizados nomes de ficheiro longos.

Pequenos Sectors: Este campo é utilizado para armazenar o número de sectores no disco se o tamanho do volume for suficientemente pequeno. Para volumes maiores, este campo tem um valor de 0 e referidas em vez disso, o valor de "Sectores de grandes dimensões" incluído mais tarde.

Descritor de Media: Esta byte fornece informações sobre o suporte a ser utilizado. A tabela seguinte lista algumas dos valores de descritor de suportes reconhecidos e aos respectivos suportes associados. Repare que o byte de descritor de media pode ser associado a mais do que uma capacidade do disco. sectores por FAT: Este é o número de sectores ocupada por cada um dos FATs no volume. Destas informações, juntamente com o número de FATs e sectores reservados acima listadas, possa determinar onde começa o directório raiz. Especificado o número de entradas no directório raiz, a Microsoft pode também calcular onde começa a área de dados de utilizador do disco.

Sectores por faixa e títulos: estes valores são uma parte a geometria do disco visível em utilização quando o disco foi formatado.

Ocultos Sectors: Esta é o número de sectores no disco físico antes do início do volume. (ou seja, antes do arranque sector propriamente dito) É utilizado durante a sequência de arranque para calcular o desfasamento absoluto para as áreas de dados e de directório de raiz.

Sectores de grandes dimensões: Se o campo Sectors Small for zero, este campo contém o número total de sectores utilizado pelo volume FAT.

Alguns campos adicionais siga o bloco de parâmetro BIOS padrão e constituem um "expandido bloco de parâmetros do BIOS." Os campos seguinte são: número físico da unidade: Isto está relacionado com o número de unidade física de BIOS. Unidades de disquetes são numeradas começando em 0 x 00 para a unidade A:, enquanto discos rígidos físicos são numerados começando em 0 x 80. Normalmente, deve definir este valor antes para emitir uma chamada de INT 13 BIOS para especificar o dispositivo para aceder. O valor no disco armazenado neste campo é normalmente 0 x 00 para disquetes e existir, 0 x 80 para discos rígidos, independentemente de quantas unidades de disco físicos, uma vez que o valor só é relevante se o dispositivo for um dispositivo de arranque.

Cabeça actual: Este é outro campo normalmente utilizado ao efectuar chamadas de INT13 BIOS. O valor seria originalmente ter sido utilizado para armazenar a faixa na qual o registo de arranque foi localizado, mas o valor armazenado no disco não é utilizado actualmente como tal. Por este motivo, o Windows NT utiliza este campo para armazenar dois sinalizadores:

• O bit de ordem inferior é um sinalizador "danificado", utilizado para indicar que autochk deve executar chkdsk contra o volume ao tempo de arranque.
• O segundo menor bit é um sinalizador que indica que uma pesquisa da superfície também deve ser executada.

Assinatura: A assinatura de registo de arranque expandido tem de ser 0 x 28 ou 0x29 possa ser reconhecido pelo Windows NT.

ID: O ID é um número série aleatório atribuído ao formato de tempo a ajudar a distinguir um disco de outro.

Nome do volume: Este campo foi utilizado para armazenar o nome do volume, mas o nome do volume está agora armazenado como um ficheiro especial no directório raiz.

ID de sistema: Este campo é "FAT12" ou "FAT16", dependendo do formato do disco.

Num volume de arranque, a área de seguir o bloco de parâmetro BIOS expandido é código de arranque normalmente executável. Este código é responsável por efectuar as acções são necessárias para continuar o processo de arranque strap. Em sistemas Windows NT, este código de arranque irá identifica a localização do ficheiro NTLDR, carregar na memória e transferir a execução para esse ficheiro. Mesmo numa não-disquete de arranque, existe um código executável nesta área. O código necessário imprimir a mensagem familiarizada, "disco não de sistema ou erro de disco" se encontra no padrão mais, MS-DOS formatada disquetes que não foram formatadas com a opção "sistema".

Finalmente, os últimos dois bytes em qualquer sector de arranque ter sempre os valores hexadecimais: 0x55 0xAA.

Resolução de problemas

Se suspeitar que um sector de arranque FAT está danificado, pode verificar vários dos campos listados acima para ver se os valores listados existe fazem sentido. Por exemplo, BytesPerSector será 512 na grande maioria dos casos. Também seria espera ver cadeias de texto na secção de código executável do sector de arranque que são apropriadas para o sistema operativo que o disco formatado.

Cadeias de texto normal em volumes FAT formatados pelo MS-DOS incluem: "sistema inválido disco."; "E/s de disco erro."; "substituir o disco e, em seguida, prima qualquer tecla";"não sistema disco ou erro de disco";"substituir e prima qualquer tecla quando preparado."; e "Disquete de arranque falha". Cadeias de texto em volumes FAT formatadas pelo Windows NT incluem: "arranque: não foi possível localizar NTLDR."; "E/s Erro leitura disco."; e "Please insert noutro disco." Não deve considerar esta lista como sendo all-inclusive. Se localizar outras mensagens no sector de arranque, isto não significa necessariamente que existe um problema com o sector de arranque. Versões diferentes do MS-DOS e Windows NT, por vezes, terão cadeias de mensagem ligeiramente diferentes os sectores de arranque. Por outro lado, não se encontrar nenhum tipo de prejuízo de texto ou se o texto claramente não está relacionado com MS-DOS ou Windows NT, deverá considerar a possibilidade de que o sector de arranque poderá foi infectado por um vírus ou que alguma outra forma de danos nos dados pode ter ocorrido.

Para recuperar de um sector de arranque que tenha sido infectado por um vírus, é normalmente melhor utilizar um programa anti-vírus comercial. Muitos vírus irão fazer muito mais do que apenas escrever dados para o sector de arranque, para que reparação manual do sector de arranque não é recomendada, que não pode eliminar completamente o vírus e em alguns casos, poderá fazer mais danificar de bom.

Se suspeitar que o sector de arranque foi danificado por algum motivo, é normalmente melhor utilizar ferramentas de recuperação do disco comercial. Embora possa ser possível recuperar de danos do sector de arranque sem recorrer a reformatar a unidade modificando manualmente os campos descritos acima, edição manual de sectores de arranque deve ser tentado apenas como último recurso e não pode ser garantia para trabalhar em situações onde outras estruturas de disco também foram danificadas.