如何正确得到FAT文件系统剩余容量

对于win32系统，可以调用api函数GetDiskFreeSpace得到磁盘的总容量和剩余容量，但在嵌入式设备里面，就需要分析FAT表信息然后计算取得了。

　　众所周知，FAT有三个版本FAT12、FAT16和FAT32，通过计算FAT表中的空闲簇数，就可以计算出磁盘的剩余容量了。对于FAT12，在FAT表中每簇使用12bit来表示，相应地，FAT16和FAT32则使用16位和32位来表示一个簇。

　　文件系统类型的判断

　　首先，我们要得到磁盘的BPB。一般来说，BPB位于磁盘的第0，32或63扇区，于是我们可以很简单地分别读取这三个扇区的内容，判断哪一个才是正确的BPB。
　　找出BPB后，就可以通过BPB来判断文件系统的类型。因为三种文件系统的空间算法各不相同，所以正确地判断文件系统类型很重要。在进行磁盘格式化的时候，如果计算出磁盘的可用簇数小于0xFF5(也就是12位可以表示)，就格式化成FAT12，如果可用簇数大于0xFFF5(即16位表示不下)，就应为FAT32，否则就是FAT16。如FAT32白皮书所述： This is the one and only way that FAT type is determined。这是微软的推荐做法。但事实上，很多格式化工具并不遵循这个规则。所以使用可用簇数来判断文件系统类型的方法并不可靠。
　　实际上，如果BPB中的BPB_FATSz16为0，则表示此文件系统一定是FAT32，然后再依据可用簇数来判断是FAT12或FAT16 。如下：
if(bpb->BPB_FATSz16)
{ //fat12 or fat16
if (m_max_clust >= 0xFF5)
{
get_fat16_freesector(); //fat16
}
else
{
get_fat12_freesector(); //fat12
}
}
else
{
get_fat32_freesector(); //fat32
}
　　
　　可用簇的计算

　　上文提到了可用簇，所谓可用簇是指文件系统中真正能用来存放数据的簇。也就是要除掉MBR、BPB、保留扇区、FAT和FDT这些空间。如果确定了BPB的位置，可以直接得到保留扇区的大小，但FAT表大小和FDT表大小需要通过计算。
　　FAT偏移由BPB偏移加上保留扇区数得到。FAT大小由FAT份数乘以每份FAT的大小得到。FDT紧接在最后一个FAT表之后，其大小由根目录项数*32/512得到。
　　把总的扇区数减去系统所占的扇区数，就可以得到可用的扇区数。但FAT是以簇而非以扇区为最小单位的，所以把总扇区数除以每簇扇区数，就能得到可用的簇数了。其实这个值并非一定能除得尽，剩余不足一个簇的扇区实际上白白被浪费掉了


//得到文件系统总扇区数
if(bpb->BPB_FATSz16 && bpb->BPB_TotSec16)
m_total_sector = bpb->BPB_TotSec16; //fat16/12
else
m_total_sector = bpb->BPB_TotSec32; //fat32
//得到FDT所占的扇区数
m_num_fdt_sector = (bpb->BPB_RootEntCnt * 32)/512;
//得到fat1偏移
m_fat_offset = m_bpb_offset + bpb->BPB_RsvdSecCnt; //fat1=bpb+保留扇区数
//得到FDT表所在的偏移
if(bpb->BPB_FATSz16)
{
m_fdt_offset = m_fat_offset +
bpb->BPB_NumFATs * bpb->BPB_FATSz16; //fat16/12
}
else
{
m_fdt_offset = m_fat_offset +
bpb->BPB_NumFATs * bpb->FATBS.FAT32BS.BPB_FATSz32; //fat32
}
//文件系统占的数据大小=目录区偏移-BPB偏移+目录区大小
systemSector = (m_fdt_offset - m_bpb_offset) + m_num_fdt_sector;
//有效的扇区数->有效的簇数
m_max_clust = ((m_total_sector - systemSector)/bpb->BPB_SecPerClus);

　　分析FAT表得到剩余容量

　　可用簇数乘以簇大小，就是磁盘的总容量。分析FAT，把未用的簇统计出来，就是磁盘的剩余空间。
　　FAT表的前两项是系统占用的，所以我们要从第三个项开始统计，循环读入FAT表，直到算完所有的簇，该项为零表示簇空闲。值得注意的是FAT12，由于其一位只用12位来表示，所以奇偶簇的判断方法是不一样的。

　　FAT32的加速

　　FAT32的磁盘容量通常很大，所以FAT表很大，如果每次计算总容量都从头扫描一次FAT表，显示是很慢。考虑到这一点，FAT32还新增加了一个FSInfo扇区，保存着当前磁盘剩余簇数和下一个空闲簇地址。从BPB中可以知道FSInfo的位置，读取FSInfo扇区，如果FSInfo.FSI_Free_Count有效(不等于0xFFFFFFFF)，则此值为当前磁盘的剩余容量。windows每次改变磁盘大小后，都会去更新这个值。如果此值不正确，那就得重新分析FAT表了。
disk_read_sector(bpb->FATBS.FAT32BS.BPB_FSInfo , 1, buffer);
info = (TFSInfo*)buffer;
if(info->FSI_LeadSig == 0x41615252 && info->FSI_TrailSig==0xAA550000)
{
if(info->FSI_Free_Count != -1)
{
m_disk_free_space = info->FSI_Free_Count;
}
}

　　如果有错误，请告之，MSN:szskyler@msn.com