嵌入式大厂面经 FAT常见面试题(持续更新中!)
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FAT文件系统常考面试题
FAT(File Allocation Table,文件分配表)文件系统是嵌入式系统中常用的文件系统,下面我将为您讲解FAT文件系统的常见面试题:
1. FAT文件系统基础
1.1 FAT文件系统的类型
- FAT12:适用于软盘等小容量存储介质,最大支持16MB
- FAT16:支持最大2GB分区,簇大小从2KB到32KB不等
- FAT32:支持最大2TB分区,解决了FAT16的容量限制
- exFAT:为闪存设计的FAT系统,支持更大的文件和分区
1.2 FAT文件系统的结构
- 引导扇区(Boot Sector):包含文件系统参数
- FAT区(File Allocation Table):记录簇链信息
- 根目录区(Root Directory):FAT12/16特有,FAT32中根目录可以在任意位置
- 数据区(Data Area):存储文件和目录的实际内容
2. FAT文件系统核心概念
2.1 簇(Cluster)
- 文件系统的基本分配单元
- 由多个扇区组成,大小为2^n个扇区
- 簇越大,空间利用率越低,但管理开销越小
// 计算簇大小 uint32_t cluster_size_bytes = sectors_per_cluster * bytes_per_sector; // 计算簇号对应的扇区号 uint32_t first_sector_of_cluster = ((cluster_number - 2) * sectors_per_cluster) + first_data_sector;
2.2 文件分配表(FAT)
- 记录每个簇的使用情况和链接关系
- 每个簇在FAT中有一个表项,指向文件的下一个簇
- 特殊值:0x0000(空闲)、0xFFF7(坏簇)、0xFFF8-0xFFFF(文件结束)
// FAT表项读取示例 uint32_t GetNextCluster(uint32_t current_cluster) { uint32_t fat_offset; uint32_t fat_sector; uint32_t entry_offset; uint32_t next_cluster; // FAT32 fat_offset = current_cluster * 4; fat_sector = boot_sector.reserved_sectors + (fat_offset / boot_sector.bytes_per_sector); entry_offset = fat_offset % boot_sector.bytes_per_sector; // 读取FAT扇区 disk_read(fat_sector, sector_buffer); // 获取下一个簇号 next_cluster = *(uint32_t*)§or_buffer[entry_offset] & 0x0FFFFFFF; // 清除高4位 return next_cluster; }
2.3 目录项(Directory Entry)
- 32字节固定长度结构
- 包含文件名、扩展名、属性、时间戳、起始簇号、文件大小等
- 长文件名通过多个连续目录项实现
typedef struct { char name[8]; // 文件名 char ext[3]; // 扩展名 uint8_t attr; // 文件属性 uint8_t reserved; // 保留 uint8_t create_time_ms; // 创建时间(毫秒) uint16_t create_time; // 创建时间 uint16_t create_date; // 创建日期 uint
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