File Allocation Table
Pour les articles homonymes, voir FAT.FAT, acronyme anglais de file allocation table (table d'allocation de fichiers), est un système de fichiers conçu par Bill Gates et Marc McDonald pour le Microsoft Disk BASIC, puis réutilisé dans QDOS dont c'est le seul élément qui ne soit pas inspiré par CP/M (QDOS est l'ancêtre de MS-DOS, écrit par Tim Paterson). Il fut ensuite utilisé sous MS-DOS puis dans la branche 9x de Windows. Les systèmes Windows actuels, dérivés de la branche NT, utilisent généralement le NTFS pour les disques durs, mais reconnaissent toujours FAT car les cartes mémoire des appareils photos numériques ou des baladeurs, de même que leurs mémoires internes, sont presque toujours au format FAT.
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Historique [modifier]
FAT a été conçu au départ pour des disquettes de 160 ko, mais un de ses plus gros défauts était le nombre limité de caractères dans les noms des fichiers (le fameux 8.3) : 1 à 8 caractères, un point et 0 à 3 caractères, sans distinction de la casse.
Ce défaut a été résolu dans Windows 95 grâce à une astuce préservant la compatibilité : le système VFAT, qui étend les noms de fichiers à 255 caractères Unicode au maximum. Les noms de fichiers longs sont accessibles via l'API Win32 de Windows 95, mais également depuis les versions de MS-DOS fournies avec Windows et ses successeurs (via des appels système supplémentaires)[1].
FAT a évolué en différentes versions, toutes supportées par les dernières versions de MS-DOS et les versions actuelles de Windows, qui ont été rendues nécessaires par l'évolution des capacités de stockage des disques :
- FAT12 : maximum de 212, soit 4 096 clusters de taille fixe (choisie au départ entre 512 octets et 4 Kio). Utilisé entre autres sur les disquettes.
- FAT16 : maximum de 216, soit 65 536 clusters de taille fixe (choisie au départ entre 2 Kio et 64 Kio).
- VFAT : Une évolution de la FAT, permettant de gérer les noms longs dans Windows 95 et les versions suivantes. Il s'applique à toutes les versions de FAT (FAT12, FAT16, FAT32…).
- FAT32 : apparu avec Windows 95 OSR2 (Windows 95B), il supporte un maximum de 228 (268 millions) de clusters de taille variable de 4 Kio à 32 Kio, avec reprise du système VFAT. La taille des fichiers ne peut dépasser 4 Gio.
L'exFAT, apparu avec Windows CE 6.0, est un système de fichiers différent.
Malgré son manque de résistances aux pannes par rapport à ses concurrents, FAT reste en 2010 très utilisé, notamment sur les cartes mémoires pour appareils photo numériques et téléphones mobiles ainsi que sur les clés USB en raison de la simplicité de son implémentation permettant l'utilisation dans des systèmes embarqués ainsi que la compatibilité assurée avec Windows et beaucoup d'autres systèmes d'exploitation (les principaux systèmes actuels reconnaissent le système de fichiers FAT).
Microsoft a tenté en décembre 2003 de déposer un brevet sur FAT, de façon à pouvoir percevoir des droits sur les licences qui auraient été accordées aux fabricants d'appareils électroniques. Mais la demande a été rejetée en septembre 2004. Elle a cependant été validée en janvier 2006, après que Microsoft eut complété son argumentation.
Interopérabilité [modifier]
Le système de fichiers FAT permet d'assurer l'interopérabilité entre plateformes différentes et régions différentes par une gestion adéquate de l'encodage des noms de fichiers[2].
Aspect technique [modifier]
Le système de fichiers FAT est composé de trois grandes sections :
- Le « secteur de boot » ou « BPB ».
- C'est le premier secteur de la partition.
- Les « tables d'allocation » ou « FATs ».
- C'est une carte du disque.
- Le « répertoire racine » ou « Root directory ».
- C'est une liste des fichiers présents à la racine du disque.
Le BPB [modifier]
Signifie Bios Parameter Block[3]. Il se situe dans le secteur de boot, c'est-à-dire le premier secteur de la partition (ou du disque dans le cas d'un support non partitionné, comme une disquette).
Structure [modifier]
Le secteur de boot a le format suivant :
| Position (octets) | Taille (octets) | Description |
|---|---|---|
| 0 | 3 | Saut vers un programme qui va charger le système d'exploitation |
| 3 | 8 | Nom du programme qui a formaté le disque (« MSWIN4.1 » par exemple). |
| 11 | 2 | Nombre d'octets par secteur (512, 1 024, 2 048 ou 4 096). |
| 13 | 1 | Nombre de secteurs par cluster (1, 2, 4, 8, 16, 32, 64 ou 128). |
| 14 | 2 | Nombre de secteurs réservés en comptant le secteur de boot (32 par défaut pour FAT32, 1 par défaut pour FAT12/16). |
| 16 | 1 | Nombre de FATs sur le disque (2 par défaut) |
| 17 | 2 | Taille du répertoire racine en nombre d'entrées (0 par défaut pour FAT32). |
| 19 | 2 | Nombre total de secteurs 16-bit (0 par défaut pour FAT32). |
| 21 | 1 | Type de disque (0xF8 pour les disques durs, 0xF0 pour les disquettes). |
| 22 | 2 | Taille d'une FAT en secteurs (0 par défaut pour FAT32). |
| 24 | 2 | Nombre de secteurs par piste. |
| 26 | 2 | Nombre de têtes. |
| 28 | 4 | Secteurs cachés (0 par défaut si le disque n'est pas partitionné). |
| 32 | 4 | Nombre total de secteurs 32-bit (Contient une valeur si le nombre total de secteurs 16-bits est égal à 0) |
Le tableau suivant explique la suite du BPB pour les disques FAT12/16 (pour le FAT32 voir plus bas) :
| Position (octets) | Taille (octets) | Description |
|---|---|---|
| 36 | 1 | Identifiant du disque (à partir de 0x00 pour les disques amovibles et à partir de 0x80 pour les disques fixes). |
| 37 | 1 | Réservé pour usage ultérieur. |
| 38 | 1 | Signature (0x29 par défaut). |
| 39 | 4 | Numéro de série du disque. |
| 43 | 11 | Nom du disque sur 11 caractères ('NO NAME' si pas de nom). |
| 54 | 8 | Type de système de fichiers (FAT, FAT12, FAT16). |
Le tableau suivant explique la suite du BPB pour les disques FAT32 (pour FAT12/16 voir plus haut) :
| Position (octets) | Taille (octets) | Description |
|---|---|---|
| 36 | 4 | Taille d'une FAT en secteurs (remplace l'équivalent cité au-dessus) |
| 40 | 2 | Attributs du disque. |
| 42 | 1 | Version majeure du système de fichiers (0 par défaut). |
| 43 | 1 | Version mineure du système de fichiers (0 par défaut). |
| 44 | 4 | Numéro du premier cluster du répertoire racine. |
| 48 | 2 | Informations supplémentaires sur le système de fichiers (1 par défaut). |
| 50 | 2 | Numéro de secteur de la copie du secteur de boot. |
| 52 | 12 | Réservé pour des ajouts ultérieurs (0 par défaut). |
| 64 | 1 | Identifiant du disque (à partir de 0x00 pour les disques amovibles et à partir de 0x80 pour les disques fixes). |
| 65 | 1 | Réservé pour usage ultérieur. |
| 66 | 1 | Signature (0x29 par défaut). |
| 67 | 4 | Numéro de série du disque. |
| 71 | 11 | Nom du disque sur 11 caractères ('NO NAME' si pas de nom). |
| 82 | 8 | Type de système de fichiers (FAT32). |
FAT [modifier]
Cluster [modifier]
Un cluster est un groupe de secteurs. Il sert d'unité d'allocation aux fichiers. Chaque cluster stocke donc les données d'un fichier. Pour un fichier de 9 000 octets par exemple, sur un disque utilisant des clusters de 8 192 octets (soit 16 secteurs de 512 octets), 2 clusters sont utilisés, dont le dernier n'utilise que 808 octets (9 000 - 8 192).
Structure [modifier]
Une table d'allocation est une carte où chaque nombre représente un cluster. Cette table est un tableau de nombres, indexé par un numéro de cluster. Le tableau suivant donne les valeurs possibles pour ces nombres :
| FAT12 | FAT16 | FAT32 | Description |
|---|---|---|---|
0x000 |
0x0000 |
0x?0000000 |
Cluster vide |
0x001 |
0x0001 |
0x?0000001 |
Cluster réservé |
0x002 - 0xFEF |
0x0002 - 0xFFEF |
0x?0000002 - 0x?FFFFFEF |
Cluster utilisé, pointeur vers le cluster suivant du fichier |
0xFF0 - 0xFF6 |
0xFFF0 - 0xFFF6 |
0x?FFFFFF0 - 0x?FFFFFF6 |
Valeurs réservées |
0xFF7 |
0xFFF7 |
0x?FFFFFF7 |
« Mauvais cluster » |
0xFF8 - 0xFFF |
0xFFF8 - 0xFFFF |
0x?FFFFFF8 - 0x?FFFFFFF |
Cluster utilisé, dernier cluster d'un fichier |
Exemple [modifier]
| Numéro | Cluster 1 | Cluster 2 | Cluster 3 | Cluster 4 | Cluster 5 | Cluster 6 | Cluster 7 | Cluster X |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| La valeur… | 0000 |
0003 |
0004 |
0006 |
0001 |
0007 |
FFFF |
.... |
| … correspond à | Vide | Utilisé | Utilisé | Utilisé | Réservé | Utilisé | Utilisé |
Remarque : Dans cet exemple un fichier utilise, dans l'ordre, les clusters 2, 3, 4, 6 et 7.
Root Directory [modifier]
Structure [modifier]
Le répertoire racine est une liste d'entrée. Les entrées du répertoire racine ont le format suivant :
| Offset | Taille | Description | |||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
0x00 |
8 | Nom du fichier (complété à 8 caractères avec des espaces)
Le premier octet peut avoir l'une des valeurs spéciales suivantes :
|
|||||||||||||||||||||||||||
0x08 |
3 | Extension (complétée à 3 caractères avec des espaces) | |||||||||||||||||||||||||||
0x0B |
1 | Attributs du fichier :
La valeur d'attributs |
|||||||||||||||||||||||||||
0x0C |
1 | Réservé, utilisé par NT | |||||||||||||||||||||||||||
0x0D |
1 | Heure de création : par unité de 10 ms (0 à 199). | |||||||||||||||||||||||||||
0x0E |
2 | Heure de création :
|
|||||||||||||||||||||||||||
0x10 |
2 | Date de création :
|
|||||||||||||||||||||||||||
0x12 |
2 | Date du dernier accès ; voir offset 0x10 pour la description. |
|||||||||||||||||||||||||||
0x14 |
2 | Index EA (utilisé par OS/2 et NT) pour FAT12 et FAT16 ; 2 octets de poids fort du numéro du premier cluster pour FAT32 | |||||||||||||||||||||||||||
0x16 |
2 | Heure de dernière modification ; voir offset 0x0E pour la description. |
|||||||||||||||||||||||||||
0x18 |
2 | Date de dernière modification ; voir offset 0x10 pour la description. |
|||||||||||||||||||||||||||
0x1A |
2 | Numéro du premier cluster du fichier (FAT12 et FAT16) ; 2 octets de poids faible de ce numéro (FAT32). | |||||||||||||||||||||||||||
0x1C |
4 | Taille du fichier |
Pour un répertoire (signalé par le bit approprié du champ attributs), le contenu est une structure identique au format précédent, et commence par les deux entrées '.' (décrivant le répertoire lui-même) et '..' (décrivant le répertoire dans lequel celui-ci a été créé).
Notes et références [modifier]
- INT 21 : liste d'appels système MS-DOS.
- http://www.linuxfromscratch.org/blfs/view/cvs/introduction/locale-issues.html#locale-wrong-filename-encoding Beyond Linux® From Scratch - Version 2012-08-12 - Chapter 2. Important Information - Going Beyond BLFS - Locale Related Issues
- http://support.microsoft.com/kb/140418/fr
