理解FAT12文件系统：操作系统实验分析

"操作系统实验报告——FAT12文件系统分析与扫描" 实验131主要涉及的操作系统知识是FAT12文件系统，这是早期个人计算机中广泛使用的文件系统，尤其是在软盘上。FAT12，全称为File Allocation Table 12，是一种用于组织和管理磁盘上数据的结构，它记录了文件在磁盘上的存储位置。 实验目的和任务是让学生通过实际操作理解和改进FAT12文件系统的扫描功能。首先，学生需要阅读实验教材第8章，掌握FAT12的技术细节，包括文件分配表的结构、簇的概念以及如何通过FAT查找文件。此外，微软的硬件白皮书提供了更深入的FAT文件系统介绍，供学生参考。 实验内容主要围绕ke/sysproc.c文件中的ConsoleCmdScanDisk函数展开。这个函数负责扫描软盘上的FAT12文件系统。在开始扫描前，为了保证数据一致性，需要关闭中断，扫描结束后再打开。通过调用ObpLookupObjectByName函数并传入"A:"盘符，可以获取到FAT12设备对象的指针，进一步访问其DeviceExtension，即卷控制块（VCB）。VCB包含了文件系统的关键参数，如FAT表信息，可用于遍历和统计空闲簇。 FatGetFatEntryValue函数是核心工具，它根据给定的簇号查询FAT表，返回对应的FAT项值。在扫描过程中，这个函数用于计算空闲簇的数量。 实验执行步骤包括编译生成EOSKernel项目，启动调试，然后在EOS控制台中运行"sd"命令，观察并理解输出的FAT12文件系统信息。 实验的扩展任务是根据BIOS Parameter Block (BPB)的信息，重新计算并输出根目录的起始扇区号和大小。BPB是FAT文件系统中的一部分，存储了关于磁盘布局的关键信息。学生需要修改ConsoleCmdScanDisk函数，不依赖已有的变量值（如pVcb->FirstRootDirSector和pVcb->NumRootDirEntries），而是利用BPB中的参数重新计算这些值。 通过这个实验，学生不仅可以掌握FAT12文件系统的基本工作原理，还能提升对操作系统底层数据管理的理解，以及编程实现文件系统扫描的能力。这将有助于他们更好地理解和设计更复杂的文件系统，以及在遇到相关问题时进行有效的故障排查。