Spazio libero richiesto per la conversione da FAT a NTFS

La conversione di una partizione di disco da FAT a NTFS richiede che sul disco sia disponibile una data quantità di spazio libero necessaria per poter creare le strutture del disco NTFS. In questo articolo viene descritto il processo utilizzato dallo strumento Convert.exe per la conversione da FAT a NTFS e vengono affrontati i requisiti di spazio libero previsti per la conversione.

FAT e NTFS utilizzano strutture su disco per rappresentare l'allocazione dello spazio per i file. Queste strutture sono spesso denominate metadati oppure overhead del file system.

I metadati del file system FAT sono composti da un settore di avvio, da una o più tabelle di allocazione file (FAT), da una struttura di directory principale di dimensione fissa e da una quantità di spazio variabile per ciascuna sottodirectory, questa quantità dipende dal numero di file presenti nella sottodirectory.

Un altro tipo di overhead relativo sia al file system FAT che NTFS è dato dal fatto che entrambi allocano spazio su disco in cluster di dimensione fissa. La dimensione esatta di queste unità di allocazione, o cluster, è determinata in fase di formattazione e i valori predefiniti dipendono dalla dimensione del volume. La dimensione predefinita di un cluster NTFS è inferiore alla dimensione predefinita di un cluster FAT, su volumi di dimensione simile.

Considerato che lo spazio per i dati di file può essere allocato solo in cluster interi, anche un file di un solo byte utilizzerà tutto lo spazio di un intero cluster su un volume FAT. Per quanto riguarda il file system NTFS, la situazione è simile sebbene leggermente più complicata e non verrà affrontata in questo articolo.

Come il file system FAT, NTFS presenta un certo overhead di dimensione fissa e un certo overhead per file. Per supportare le funzionalità avanzate di NTFS, quali la ripristinabilità, la protezione, il supporto di volumi grandi e così via, l'overhead dei metadati NTFS è superiore rispetto a quello previsto per i metadati FAT. D'altro canto, poiché l'overhead dei cluster NTFS è inferiore a quello previsto per i cluster FAT, spesso è possibile archiviare su un volume NTFS una quantità di dati pari, se non addirittura superiore, rispetto a quella consentita da un volume FAT, anche senza bisogno di utilizzare la compressione file NTFS.

Per evitare possibili danni causati da errori che possono verificarsi durante il processo di conversione, Convert.exe deve creare i metadati NTFS utilizzando solo lo spazio che è considerato spazio libero secondo i criteri del file system FAT. In tal modo, se la conversione non riesce, la rappresentazione FAT dei file utente sarà comunque valida. A complicare questa strategia interviene tuttavia il fatto che un settore di dati NTFS deve occupare una posizione specifica sul disco rigido e che un numero estremamente limitato di altre strutture deve occupare settori contigui.

Di seguito è illustrata la procedura generale di conversione:

1. Riposizionare i cluster FAT per la struttura NTFS a posizione fissa e per altri dati contigui, se necessario, quindi salvare il nuovo file FAT. Se non è possibile rendere disponibili i settori necessari, ad esempio perché illeggibili, il processo di conversione non riuscirà e il volume FAT manterrà lo stesso stato che aveva prima del tentativo di conversione.
2. Creare strutture di dati elementari NTFS nello spazio libero FAT. Queste sono le tabelle e le strutture di dimensione fissa comuni a qualsiasi volume NTFS. La dimensione di queste tabelle può variare a seconda della dimensione del volume, ma non del numero di file presenti sul volume.
3. Creare la Tabella file master (MFT) NTFS e gli elenchi di directory nello spazio libero FAT. Lo spazio richiesto in questo passaggio varia a seconda del numero totale di file presenti sul volume FAT.
4. Nella bitmap di NTFS contrassegnare come liberi i cluster NTFS utilizzati da strutture specifiche FAT. Una volta completata la conversione, l'overhead dei metadati FAT potrà essere recuperato come spazio libero per NTFS.
5. Scrivere il settore di avvio NTFS. Questa è l'operazione finale che fa sì che il volume venga riconosciuto come NTFS anziché FAT. Se si verifica un errore durante qualsiasi passaggio di conversione precedente a questo, il volume rimarrà comunque un volume FAT valido e tale sarà riconosciuto.

Poiché un'interruzione può avere luogo in qualsiasi momento, il processo descritto sopra riduce le probabilità di danneggiamento del disco.

NOTA: quasi tutte le operazioni di scrittura hanno luogo su spazio libero FAT, pertanto un eventuale errore non potrà danneggiare il file system FAT.

Le uniche volte in cui si va a scrivere in uno spazio non libero e in cui un possibile errore può causare problemi sono le seguenti:

• Alla fine del passaggio 1, quando CONVERT va a sovrascrivere il file system FAT. L'algoritmo di riposizionamento dei cluster garantisce che in caso di errore in questa fase, lo strumento CHKDSK sia in grado di ripristinare il disco senza perdite di dati.
• Al passaggio 5, durante la scrittura del settore di avvio. Se si verifica un errore in questa fase e il volume convertito è la partizione di sistema, ovvero la partizione primaria attiva utilizzata per avviare il sistema, esiste la possibilità che il sistema venga lasciato in uno stato in cui non è possibile avviarlo. Nel caso molto improbabile che ciò avvenga, dovrebbe tuttavia essere possibile avviare il sistema utilizzando un disco floppy di avvio.

Convert.exe esegue un calcolo in base al numero di file esistenti sul volume FAT e alla dimensione del volume per determinare lo spazio libero richiesto prima di avviare il processo di conversione. Per l'hardware standard (dischi rigido con 512 byte per settore) tale calcolo è il seguente:

1. La dimensione del volume in byte viene divisa per 100. Se il valore risultante è inferiore a 1.048.576, viene utilizzato il valore 1.048.576, se è superiore a 4.194.304, viene utilizzato il valore 4.194.304.
2. Al valore ottenuto viene aggiunta la dimensione del volume in byte divisa per 803.
3. Al valore ottenuto viene aggiunto il numero di file e directory presenti sul volume moltiplicato per 1280.
4. Al valore ottenuto viene aggiunto 196.096.

Se sul volume FAT sono presenti informazioni di attributi estesi, al valore ottenuto al passaggio precedente viene aggiunto ulteriore spazio richiesto per tali informazioni. Non sono solitamente presenti informazioni di attributi estesi. Questa eventualità si presenta solo se il sistema eseguiva OS/2 e se nel sistema erano in uso gli attributi estesi.

Il calcolo descritto sopra rispecchia da vicino quello effettuato da Convert.exe. Il risultato esatto ottenuto in un sistema specifico può variare leggermente.

NOTA: si tratta dello spazio libero richiesto da Convert.exe prima che venga tentata una conversione. In questo calcolo è previsto un margine per far fronte all'eventualità che nello spazio libero FAT siano presenti settori danneggiati. Tuttavia, nei casi in cui un volume presenti sufficiente spazio libero per avviare la conversione e una frazione significativa dello spazio su disco si riveli inutilizzabile, è possibile che il processo di conversione non riesca. Come visto in precedenza, questo non danneggerà il disco. Il volume dovrebbe automaticamente continuare a essere riconosciuto come FAT.