Negli anni ottanta un giovane signore di nome Peter Norton sorprese i suoi
amici recuperando un file cancellato, e questa piccola utility che prese il
nome di unerase lo rese famoso nel mondo della programmazione.
In questo tutorial vedremo come è organizzato il file system del DOS, vedremo
come esso salva e cancella i file e impareremo ad usare alcune routine messe
a disposizione dal sistema operativo.
Tracce e settori
Un hard-disk è costituito da un certo numero di dischi "impilati" uno sull'altro
a cui si accede per leggere e scrivere tramite un pettine di testine:
O I-----------
------------------- |
O I-----------
------------------- <==>|
O I-----------
------------------- |
O I-----------
------------------- |
/ O I-----------
/ \
disco \ testina
Ogni disco è costituito da 2 facce, ogni faccia da n tracce e ogni traccia da
m settori.
Il settore è l'unit… minima di informazione che puo' essere letta o scritta e
variano a seconda della capacit… del disco da 32 a 4096 byte (di solito sono
512); su ogni traccia ci sono da 4 a 32 settori e su ogni superficie da 20 a 1500
tracce.
Un settore è composto da due parti: un numero di identificazione e l'area dei
dati.
Struttura fisica di un disco
Un disco fisso è diviso in diverse aree che sono:
1.Boot Sector
2.FAT 1
3.FAT 2
4.Root directory
5.Data
Vediamoli uno a uno in dettaglio.
Boot Sector
Il boot sector è situato sul primo settore del disco e contiene vari parametri
riguardanti il disco stesso, riporto di seguito la sua struttura:
BOOT STRUCT
bsJMP db 3 dup (?)
bsOEM db 8 dup (?)
bsSECTSIZE dw ?
bsCLUSTSIZE db ?
bsRESSECT dw ?
bsFATCNT db ?
bsROOTSIZE dw ?
bsTOTALSECT dw ?
bsMEDIA db ?
bsFATSIZE dw ?
bsTRACKSECT dw ?
bsHEADCNT dw ?
bsHIDENSECT dd ?
bsHUGESECT dd ?
bsDRIVENUM db ?
bsRESERV db ?
bsBOOTSIGN db ?
bsVOLID dd ?
bsVOLABEL db 11 dup(?)
bsFILESTYPE db 8 dup(?)
BOOT ENDS
Vediamo cosa contengono:
- bsJMP: contiene un'istruzione di JMP al codice di BOOT che carica il Sistema
Operativo dal disco. Di solito il suo valore è E9h,XX,XX
- bsOEM: è un identificativo Original Equipment Manufacturer. Non è usato dal
dos
- bsSECTSIZE: byte per settore
- bsCLUSTER: settori per cluster
- bsRESSECT: numero di settori riservati contiene di solito il numero di
settori fino alla prima FAT
- bsFATCNT: numero di FAT (di solito 2).Se ne usano due per poter recuperare
i dati nel caso una si danneggi
- bsROOTSIZE: massimo numero di voci in una directory
- bsTOTALSECT: numero di settori del drive o della partizione. Se la partizione
è superiore a 32Mb, questo valore è 0 e il numero di settori è
specificato nel campo bsHUGESECT
- bsMEDIA: specifica il tipo di drive FDD 3.5 1.44, FDD 3.5 2.88, CD-ROM, HD,
ecc...
- bsFATSIZE: numero di settori di una FAT
- bsTRACKSECT: settori per traccia
- bsHEADCNT: numero di testine per la lettura/scrittura
- bsHIDENSECT: numero di settori nascosti
- bsHUGESECT: numero di settore per dischi con capacit… superiore ai 32Mb
- bsDRIVENUM: 80h se è il drive di boot, 0 altrimenti
- bsRESERV: non ancora usato (!)
- bsBOOTSIGN: 29h (??)
- bsVOLID: numero seriale del volume
- bsVOLABEL: etichetta del volume
- bsFILESTYPE: indica il tipo di file system :FAT12 o FAT16
Questa struttura è seguita dal codice di boot che carica il S.O. e termina con
0AA55h.
FAT
Il DOS mappa lo spazio usando i Cluster non i settori e ogni cluster consiste
di un certo numero di settori consecutivi. Quando si crea un file il sistema
alloca una catena di cluster per il file, ci scrive dentro i dati e memorizza
le informazioni circa la locazione dei cluster nella File Allocation Table (FAT)
La FAT è un array con elementi di 12 o 16 bit (dipende dal numero dei cluster),
i primi 3 byte (12bit) o 4 byte (16bit) sono riservati, per quanto riguarda il
resto riporto una tabella con i valori dei possibili elementi:
Valore Significato
----------------------------------------------------------------
(0)000h Cluster libero
(F)FF0h-(F)FF6h Cluster riservato
(F)FF7h Cluster danneggiato
(0)002h-(F)FEFh Cluster allocato, il numero è quello del
prossimo cluster nella catena
(F)FF8h-(F)FFFh Ultimo cluster della catena
Quando il DOS crea un nuovo file o directory memorizza l'indice del primo
cluster nella directory destinazione all'offset 1Ah e allo stesso tempo questo
è l'indice del primo elemento nella FAT. Il valore nella FAT indica il prossimo
cluster nella catena e cosi via fino all'ultimo cluster indicato con (F)FF8h-
(F)FFFh.
Vediamo un esempio.
Consideriamo un file (PIPPO.EXE) situato nella root directory e supponiamo che
inizi al cluster 04h. La struttura della FAT potrebbere essere questa:
indice 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0A 0B 0C 0D
Valore ID FFF 000 000 005 006 009 00A 000 FFF 00B FFF 000 000
^^^ ^^^ ^^^ ^^^
Quelli sottolineati sono i cluster del nostro file.
ROOT DIRECTORY
Qualsiasi disco ha una root directory ed eventualmente altre sotto-directory,
ogni dir è un array di record.
La root directory è memorizzata subito dopo la seconda FAT mentre le altre dir
sono trattate come normali file.
La struttura di un elemento della directory è:
DIRENTRY STRUCT
deFILENAME db 8 dup(?)
deFILEEXT db 3 dup(?)
deATRIB db ?
deRESERV db 0Ah dup (?)
deTIME dw ?
deDATE dw ?
deCLUSTNUM dw ?
deFILESIZE dd ?
DIRENTRY ENDS
Vediamo il significato di ogni campo:
- deFILENAME: Contiene il nome del file. Il primo carattere pu• avere un
significato particolare:
Valore Significato
------------------------------------------------------------------
0 L'elemento non è mai stato usato
05h Significa che il primo carattere del nome è 0E5h (ASCII)
02Eh Se il resto di questo campo sono spazi (20h) allora il
campo deCLUSTNUM contiene il primo cluster della
directory. Se anche il secondo valore è 02Eh e gli altri
sono spazi, il campo deCLUSTNUM contiene il primo
cluster della directory padre, oppure 0 se è la ROOT dir
0E5h Questo file o directory è stato cancellato (il resto del
nome rimane uguale)
- deFILEEXT: 3 caratteri che contengono l'estensione del file.
- deATRIB: Attributi del file:
7 6 5 4 3 2 1 0 bits
A D V S H R
| | | | | |_ 1 = Read only
| | | | |____ 1 = Hidden
| | | |_______ 1 = System
| | |__________ 1 = Volume label
| |_____________ 1 = Subdirectory
|________________ 1 = New or modified
- deRESERV: Riservato (!)
- deTIME: L'ora in cui il file è stato creato o modificato l'ultima volta.
Il formato è il seguente:
15 14 13 12 11 10 09 08 07 06 05 04 03 02 01 00
H H H H H M M M M M M S S S S S
- deDATE: Data in cui il file è stato creato o modificato l'ultima volta.
Il formato è il seguente:
15 14 13 12 11 10 09 08 07 06 05 04 03 02 01 00
Y Y Y Y Y M M M M M M D D D D D
- deCLUSTNUM: Cluster iniziale della directory o del file.
- deFILESIZE: dimensione del file in bytes
Per ora non mi vengono in mente esempi significativi da mostrarvi, ci sono
vari interrupt che servono per creare file, leggerli, scrivere settori ecc..
quindi lascio a voi il compito di scrivere qualcosa....