FAT 引导扇区的详细的说明

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本文内容

概要

了解的内容和功能的文件系统"引导扇区"可以排除启动故障或磁盘损坏时,会有所帮助。

从时间与时间,通常是由于硬件故障或病毒感染,引导扇区可能会损坏。如果分区是活动的主分区或包含操作系统文件,此可分区阻止系统启动。否则,它可能只是阻止访问为驱动器上的数据。

通常情况下,如果您怀疑磁盘被损坏,则最好使用商业反-病毒或磁盘恢复软件。在某些情况下,但是,详细说明引导扇区的知识将十分有用。

本文介绍 FAT 引导扇区的各个的字段。使用以下信息,可能会进行手动修复损坏的 FAT启动扇区。尝试进行此类修复,以便磁盘编辑工具支持编辑原始磁盘的扇区是必需的。这篇文章却没有讨论可用来执行此类修复的特定工具操作。

虽然已尽量将尽量确保下面的准确性不同的操作系统,包括将来的版本的信息,Microsoft 操作系统中,可能会使用不同的数据结构。因此请使用以下信息需要您自担风险。

更多信息

背景和术语

在本文中,"文件系统引导扇区"是第一个物理扇区在上一个逻辑卷。逻辑卷可能是主分区,在扩展磁盘分区或复合而成的两个或多个逻辑驱动器分区,因为镜像,这种情况的带区集,并设置卷。

在软盘上的启动扇区是磁盘上的第一个扇区。在中用例的硬驱,第一个扇区被称为"主引导记录"或者"MBR"。此 MBR 是不同于文件系统引导扇区和包含分区表,它描述的逻辑布局该硬驱上的分区。将文件系统启动扇区在这些分区之一中的第一个扇区。

启动过程

(相对于 RISC-80x86 基于个人计算机的启动过程基于系统) 直接执行使用文件系统启动扇区说明。在初始启动过程可概述如下:

  1. 开机自检 (或开机自检) 由系统 BIOS 和 CPU)。
  2. BIOS 确定哪些设备要用作"启动设备"。
  3. BIOS 将第一个物理扇区从引导设备加载到内存和 CPU 传输该内存地址开始执行。如果一个硬驱引导设备,在步骤 3 中加载的扇区是 MBR,并将启动过程,如下所示:

  4. MBR 代码加载的磁盘分区表所引用的引导扇区"活动主分区"到内存和传输 CPU 执行对该内存地址的开始日期。
到目前为止,在引导过程是完全独立的方式在磁盘格式化和正在加载哪种操作系统。从此时开始正在使用的操作系统和文件系统上,起一定的作用。

在 FAT 卷具有 Windows NT 安装,FAT 引导扇区负责识别文件"NTLDR"的位置上该卷,它加载到内存中,并将控制转移给它。

在 FAT 引导扇区

由于 MBR 将 CPU 执行权移交给引导扇区,第一个少FAT 引导扇区的字节数必须是有效的可执行文件的说明80 条 x86 CPU。在实践中这些第一个指令构成了一个"跳转"指令和占用的引导扇区的第 3 个字节。此跳转用于跳过下一步几个字节,这不是"可执行"。

跳转指令后是一个 8 字节"OEM ID"。这通常是标识操作系统设置格式的字符的字符串该卷。

按照 OEM ID 是一种结构称为 BIOS 参数块中,或"BPB。"作为一个整体,BPB 提供足够的信息引导扇区能够找到 NTLDR 文件的可执行文件部分。因为 BPB 总是相同的偏移量处开始,将标准参数始终在已知位置。因为在启动中的第一个指令扇区是一个跳转、 BPB 可以进行扩展,将来提供新信息追加到结尾。这种情况,则跳转指令只需一次调整。另外,还可以实际的可执行代码是很一般。关联的磁盘上运行的所有可变性BPB 中封装不同的大小和几何形状。

存储 BPB 中打包 (即,未对齐) 格式。以下表列出了每个字段 BPB 中的字节偏移量。每个说明在表的字段后。
Field               Offset     Length
-----               ------     ------
Bytes Per Sector      11         2
Sectors Per Cluster   13         1
Reserved Sectors      14         2
FATs                  16         1
Root Entries          17         2
Small Sectors         19         2
Media Descriptor      21         1
Sectors Per FAT       22         2
Sectors Per Track     24         2
Heads                 26         2
Hidden Sectors        28         4
Large Sectors         32         4
				
这是一个硬件扇区,并为大多数磁盘的大小每个扇区的字节数:在美国使用,此字段的值将为 512。

每簇的扇区: 因为 FAT 的簇数量有限制 (或"分配单元") 它可以跟踪,支持大容量每簇的扇区数不断增加。用于 FAT 的群集系数。卷是完全取决于卷的大小。有效的值此字段是 1、 2、 4、 8、 16、 32、 64 和 128。在 Microsoft 中的查询作为知识基础的期限内"默认群集大小"有关的详细信息这一主题。

这表示前面开始扇区数保留扇区:第一个 FAT),包括引导扇区本身。它应始终具有至少为 1 的一个值。

Fats: 这是存储在磁盘上的 FAT 表的副本的数量。通常情况下,此字段的值为 2。

这是总文件名称的条目数可以是根条目:存储卷的根目录中。一个典型的硬驱上此字段的值为 512。但是请注意,始终使用的一个条目与卷标,和具有长文件名的文件会用掉多每个文件的条目。这意味着在根目录中文件的最大数目目录通常是 511,但这会用完之前的条目如果长时间使用的名称的文件。

小扇区: 该字段用来存储上的扇区数如果卷的大小比较小的磁盘。对于较大的卷,这字段的值为 0,并且我们改为引用的"大扇区"值这会更高。

介质描述符: 此字节提供媒体的有关信息使用。下表列出了一些已识别的介质描述符值和其相关联的媒体。请注意可能的介质描述符字节将多个磁盘容量与关联。
Byte   Capacity   Media Size and Type
F0     2.88 MB    3.5-inch, 2-sided, 36-sector
F0     1.44 MB    3.5-inch, 2-sided, 18-sector
F9     720 KB     3.5-inch, 2-sided, 9-sector
F9     1.2 MB     5.25-inch, 2-sided, 15-sector
FD     360 KB     5.25-inch, 2-sided, 9-sector
FF     320 KB     5.25-inch, 2-sided, 8-sector
FC     180 KB     5.25-inch, 1-sided, 9-sector
FE     160 KB     5.25-inch, 1-sided, 8-sector
F8     -----      Fixed disk
				
这是所占用的每个 Fat 的扇区数 FAT 每扇区:上卷。给定了上述信息,与 Fat 的数量和上面列出的保留扇区,我们可以计算出的位置的根目录开始。给定的根目录中的条目数,我们还可以计算磁盘的用户数据区域的开始位置。

每个磁道的扇区和磁头: 这些值是明显磁盘的某一部分格式化磁盘时所使用的几何图形。

这是在物理磁盘上的扇区数隐藏扇区:前面卷的开始。(也就是说,在启动扇前)为了计算绝对使用引导顺序偏移量到根区目录和数据区域。

大扇区: 如果小扇区字段为零,此字段包含使用 FAT 卷的扇区总数。

其他字段按照标准的 BIOS 参数块和构成"扩展 BIOS 参数块。"下一个字段是:
Field                  Offset   Length
-----                  ------   ------
Physical Drive Number    36        1
Current Head             37        1
Signature                38        1
ID                       39        4
Volume Label             43       11
System ID                54        8
				
物理驱动器数: 这与 BIOS 物理驱动器号。软盘驱动器的编号开头的驱动器 a:,0x00 时物理硬盘编号开头 0x80。通常情况下,您将设置此值,以指定一个 INT 13 BIOS 调用在签发之前要访问设备。在此字段中存储的磁盘上的值通常是软盘为 0x00 和 0x80 硬盘,而不考虑多少物理磁盘驱动器存在,因为值才有用,如果该设备是引导设备。

这是另一个字段进行 INT13 BIOS 时,通常使用当前头:调用。值最初曾经使用上存储跟踪其中的引导记录已找到,但在磁盘上存储的值并不是目前这种情况下使用。因此,Windows NT 使用此字段来存储两个标志:

  • 最低位是一个"有脏数据时"标志,用于指示该 autochk应运行 chkdsk 对该卷在启动时。
  • 第二低位是一个标志,指示应表面扫描此外在运行。
使用该签名: 扩展的引导记录签名必须是 0x28 或 0x29要识别由 Windows NT。

标识: ID 是在为了格式时分配的随机序列号帮助区分一个磁盘。

卷标: 此字段用于存储的卷标,而该卷标签现在被视为一个特殊文件的根目录中。

系统 ID: 此字段是"FAT12"或"FAT16,"具体取决于格式磁盘。

可启动卷上,扩展 BIOS 参数块区域为引导通常可执行代码。此代码负责执行的任何操作都需要继续引导段过程。在 Windows NT 系统中,该启动代码将确定的位置NTLDR 文件,将其加载到内存中,并将执行转移到的文件。即使在非可引导软盘上的可执行代码中没有这区域。若要打印熟悉的消息,"非系统磁盘所需的代码或磁盘错误"中找到大多数标准,MS-DOS 格式化软盘未使用"系统"选项设置格式的。

最后,任何引导扇区中的最后两个字节始终具有十六进制值: 0x55 0xAA。

故障排除

如果您怀疑 FAT 引导扇区已损坏,您可以检查几个若要查看是否那里列出的值意义上面所列出的字段。例如,BytesPerSector 将在绝大多数情况下 512。您此外应该看到的可执行代码一节中的文本字符串适用于格式设置的操作系统的引导扇区该磁盘。

典型的文本字符串设置格式的 MS-DOS FAT 卷上包括:"无效系统盘。";"磁盘 I/O 错误。";"更换磁盘,然后按任意键密钥";"非系统磁盘或磁盘错误";"替换,请按任意键时准备好。";和"磁盘启动失败"。在 FAT 卷上的文本字符串设置格式的Windows NT 包括:"启动: 无法找到 NTLDR。";"I/O 读取错误磁盘。";和"请插入另一个磁盘"。您不应将此列表为所有包含在内。如果您发现其他消息的启动扇区,这不一定是有问题的启动扇区。MS-DOS 和 Windows NT 的不同版本有时会稍有他们引导扇区中的不同的消息字符串。另一方面,如果您不查找任何文本,或者如果与 MS-DOS 显然不相关文本或Windows NT,您应该考虑以下可能性: 可能您的启动扇区被感染病毒或该其它形式的数据损坏可能会发生。

若要从已感染病毒的引导扇区中恢复,它是通常最好使用专业的反病毒程序。很多病毒将执行的操作不仅仅将数据写入引导扇区,所以手动修复的不建议引导扇区,因为它可能无法完全消除病毒以及在某些情况下,可以执行比正常的更大损害。

如果您怀疑启动扇区已损坏其他某些原因,它是,通常最好使用商业磁盘恢复工具。虽然可以将可以从启动扇区损坏而无需进行恢复重新格式化驱动器,通过手动修改,以上所述的字段手动编辑启动扇区应仅将尝试作为最后的手段不能保证在情况下工作,并在其他磁盘结构可能也已损坏。

属性

文章编号: 140418 - 最后修改: 2013年1月27日 - 修订: 7.0
这篇文章中的信息适用于:
  • Microsoft Windows NT Workstation 3.1
  • Microsoft Windows NT Workstation 3.5
  • Microsoft Windows NT Workstation 3.51
  • Microsoft Windows NT Server 3.51
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