2024年4月19日发(作者：)

山西电子技术　

２０１８年第４期　

文章编号：１６７４—４５７８（２０１８）０４—００６２—０３　

软件技术　

ｅｘＦＡＴ文件系统分析及ＤＢＲ手动修复　

王　赘　

（山西职业技术学院，山西太原０３０００６）　

摘要：随着ｃｘＦＡＴ文件系统在闪存中的广泛应用，ｅｘＦＡＴ文件系统下数据被破坏故障也越来　

越多，特别是由于ＤＢＲ被破坏后产生的“提示格式化”故障更为普遍、这类故障一旦处理不＂３将　－

给用户的数据带来不可估量的损失。本文通过实际案例详细分析ｅｘＦＡＴ文件系统结构，介绍手动　

修复ＤＢＲ方法及过程，有效解决了此类问题，具有普遍应用价值　、　

关键词：ｅｘＦＡＴ文件；ＤＢＲ；数据恢复　

中图分类号：　ＦＰ３ｌ６　文献标识码：Ａ　

０　引言　

随着信息化的不断发展，闪存中单个大文件的　

存储需求越来越商，ＦＡ　Ｉ３２文件系统的闪存很多时　

候已不能满足需求，ＮＴＦＳ文件系统则不适用于闪存　

４）分区大小：分区所占用扇区数　、　

５）ＦＡＴ表起始扇区：ＦＡＴ表开始的扇区号。　

６）ＦＡ＇Ｉ、表大小：ＦＡＴ表所占用扇区数。　

７）首簇起始扇区号：首簇即第　二簇（位图文　

件）开始的扇区号　

介质（执行每一个读写操作都需要对介质进行多次　

访问，对闪存芯片损伤较大）。ｅｘＦＡＩ’（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ　Ｆｉｌｅ　

Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ　Ｔａｂｌｅ　Ｆｉｌｅ　Ｓｙｓｔｅｍ）文件系统的出现有效解　

决ｒ这一难题，同时ｅｘＦＡＴ文件系统下数据恢复需　

求也随之增加，只有深入了解ｅｘＦＡＴ文件系统结　

构，才能有效恢复丢失数据，减少用户损失。　

８）分区内总簇数：分区内一共有多少个簇（也　

是从二号簇开始计算）。　

９）根目录首簇号：根日录位于第儿簇．　

１０）卷序列号：无意义。　

１１）每扇区字节数：２的９次，５１２　、　

１２）每簇扇区数：２的６次，６４。　

１　ｅｘＦＡＴ文件系统简介　

１．１　ｅｘＦＡＴ文件系统结构　

ｅｘＦＡＴ文件系统是由ＤＢＲ、ＦＡＴ表、位图文件　

（ＢＩＴＭＡＰ）、大写文件（ＵＰＣＡＳＥ）、数据区（ＤＡ　ＦＡ）　

组成　。。结构示意图如图１所示。　

旦　堑　耋堕竺　Ｉ　

图１　ＥＸＦＡＴ结构示意图　

图２　１）ＢＲ信思标注　

１．２　ＤＢＲ参数信息标注图（如图２所示）　

下面对这些参数做详细的分析、．　

１）跳转指令：【舌ｊ定值。　

在ｅｘＦＡＴ文件系统下０—８痢区都足作用分区，　

即结尾都写５５　ＡＡ结束标志，一ｒ｛Ｉ　５５ＡＡ被破坏，分　

区则提示未格式化　

１．３　ＦＡＴ表分析　

２）铭文标志：ＥＸＦＡＴ。微软将此处设置为ＥＸ．　

ＦＡＴ。　

ｅｘＦＡＴ文件系统和ＦＡＴ３２有极火的相似性，数　

据都从第二簇开始记录，也都有ＦＡＴ表　、、在　

３）ＭＢＲ保留：ＭＢＲ到当前位置的扇区数。　

收稿日期：２０ｌ　８—０６一ｌＯ　

作者简介：王赘（１９８２一），男，山西太原人，讲师，硕士，主要研究方向：计算机应用，数据安全及数据恢复　

第４期　王赘：ｅｘＦＡＴ文件系统分析及ＤＢＲ手动修复　６３　

ＦＡＴ３２中，有两个ＦＡＴ表，用来记录簇的占用情况。　

而在ｅｘＦＡＴ中，只有一个ＦＡＴ表，并且只有产生碎　

片文件时，才会在ＦＡＴ表中记录　Ｊ。ＦＡＴ表的位置　

在ＤＢＲ中偏移５０Ｈ一５３Ｈ位置中指定　Ｊ。在图２　

中，ＦＡＴ表的开始位于２０４８。ＦＡＴ表的搜索标志为　

Ｆ８　ＦＦ　ＦＦ　ＯＦ。ＦＡＴ表的第一项记录了ＦＡＴ表的开　

始标志。第二项紧接着就写了它的结束，用４个ＦＦ　

表示，所以第Ｏ簇和第１簇都被占用。数据就从第　

二簇开始记录了（这个等同于ＦＡＴ３２的ＦＡＴ表）。　

第２簇记录位图文件可以看出占用了四个簇。第６　

簇记录大写文件字符，占用一个簇。第７簇开始就　

是用户存放数据的区域了。　

１．４簇位图文件　

ｅｘＦＡＴ文件系统中ＦＡＴ表之后就是位图文件　

了，但是位图文件并不是紧随ＦＡＴ表之后的，ＦＡＴ　

表之后一般还有一些保留扇区（视具体分区情况而　

定）。位图文件的位置在ＤＢＲ参数中就有描述，偏　

移５８Ｈ一５ＢＨ，跳转到１０２４０扇区。ｅｘＦＡＴ中的簇　

位图文件就类似于ＮＴＦＳ文件中的￥ＢＩＴＭＡＰ文件，　

它的作用是用来记录分区中簇的使用情况。读法和　

ＮＴＦＳ中￥ＢＩＴＭＡＰ的读法一样，如ＦＦ　０７转换为二　

进制，ｌ１ｌ１１１１１０００００１ｌ１；，０—７簇已使用，８—１２簇　

空闲，１３—１５簇已使用。　

１．５大写字符文件　

ｅｘＦＡＴ中的大写字符文件就类似于ＮＴＦＳ中的　

￥ＵＰＣＡＳＥ文件　Ｊ。他就像一本字典，将Ｕｎｉｃｏｄｅ编　

码中的每个字符都存储在其中，用于比较排序等。　

大写字符文件是ｅｘＦＡＴ文件系统中的第二号元文　

件，图２中ＤＢＲ得知ＢＩＴＭＡＰ共占用４个簇，（６４￥　

４＝２５６）。ＢＩＴＭＡＰ的搜索标志是固定的。搜索００　

０ｏ　０１　００，偏移位置５１２＝０。　

１．６目录项分析　

不管是ＦＡＴ３２、ＮＴＦＳ还是ｅｘＦＡＴ它们的文件系　

统中存储的每一个文件都有与其对应的目录项。在　

ＦＡＴ３２中，目录区是由长短文件名组成，短文件名记　

录文件的创建修改时间、开始簇以及文件大小。在　

ＮＴＦＳ中，每个目录项由一项￥ＭＦＦ记录。￥ＭＦＴ又　

分多个属性具体记录。从图２　ＤＢＲ中得知，根目录　

首簇号是７，转换成扇区１０２４０＋（７—２）：ｌ＝６４＝　

１０５６０。跳转到１０５６０扇区，在根目录区域包括卷　

标目录项，位图文件目录项，大写文件目录项等，下　

面我们做一个具体的分析。　

１．６．１卷标目录项　

卷标就是分区的名称，用户可以自行命名。ｅＸ—　

ＦＡＴ对其管理的方式就是将其放在根目录下，用　

Ｕｎｉｃｏｄｅ编码进行存储。　

１．６．２位图文件目录项　

位图文件目录项和卷标目录项一样，都占用了　

３２个字节，并且也有自己的搜索特征值８１Ｈ。位图　

文件总是位于第二簇，即首簇。在其目录项中主要　

记录了它的开始位置和大小。　

１．６．３大写文件目录项　

大写文件的目录项也是占用了３２个字节，在目　

录项中也同样主要记录开始位置和大小。　

１．６．４用户文件的目录项　

ｅｘＦＡＴ文件系统中的每个用户文件都有三个目　

录项。也就是我们的８５Ｈ、Ｃ０Ｈ、Ｃ１Ｈ三个属性。　

２　手动修复ｅｘＦＡＴ文件系统下被破坏的　

ＤＢＲ　

Ｕ盘（或者分区）双击打开时突然提示格式化，　

排除物理故障后就是ＤＢＲ的问题了。修复ＤＢＲ需　

要重构ＤＢＲ的一些关键信息。首先去找ＤＢＲ的备　

份，ｅｘＦＡＴ文件系统中ＤＢＲ的备份位于１２扇区　］。　

如果备份也遭到了破坏，那就需要手动修复被破坏　

的ＤＢＲ信息了。首先从别的ｅｘＦＡＴ分区复制一个　

完整的ＤＢＲ，然后对其关键值进行修改（图３中标　

注的值就是我们要修改的值），下面我们就其关键　

值的计算方法做具体说明。　

强７６　９０　４５　５ｅ　６　４１　５４　２０　２０　２０　００　００　００　Ｏ０　Ｏ０　－’，．Ｄａｌ＾Ｔ　…．．　

）０　００　００　Ｏ０　ＤＯ　００　ＯＯ　０口　０Ｏ　Ｏ０　００　０Ｏ　００　Ｏ０　ＯＯ　００　

）Ｏ　００　０Ｏ　００　００　Ｏ０　Ｏ０　ＯＯ　Ｄ０　Ｏ０　００　０Ｏ　Ｏ０　ＯＯ　Ｏ０　ＯＯ　

）Ｄ　００　Ｏ０　００　００　００　Ｏ０　Ｏ０口０　０Ｏ　Ｏ０　００　０Ｏ　０Ｏ　００　００　

）口口口０Ｏ　Ｏ０∞０口Ｏ０　００　０Ｏ　Ｏ０　ＤＯ　Ｏ０　０Ｄ　ＯＤ　ＯＯ　０Ｏ　

】０　００　Ｏ０　ｎ０　ＯＯ　ＯＯ　ＯＯ　０Ｏ　ＯＯ　００　０ａ　０Ｏ　００　Ｏ０　Ｏ０　ＯＯ　

】Ｏ　００　０Ｏ　０Ｏ　Ｏ０　Ｏ０　００　Ｏ０　００　０ｌ　Ｏ０　０Ｏ　０９　Ｏ６　０１　Ｂ口　

．．．．．．．．．．．．．．．

Ｉ　

图３损坏的ＤＢＲ　

１）计算ＭＢＲ保留：首先确定当前分区是主分　

区还是逻辑分区，主分区就写当前ＤＢＲ的真实位　

置，如果是逻辑分区就是相对于他的ＥＢＲ的位置。　

我们这里只有一个分区（主分区），当前在０扇区就　

写０。　

山西电子技术　２０１８年　

２）分区大小：分区大小的计算首先要判断你的　

硬盘里有多少个分区，有没有保留扇区，我们这里只　

有一个分区，而且没有保留扇区，所以直接跳看他的　

扇区总数。如图４。填写６２９１４５６０。　

７６７８．７６。但是在ｅｘＦＡＴ系统中，ＦＡＴ表的大小都　

是簇大小的整数倍，所以不能直接将这个值写进去。　

７６７８．７６四舍五人就是７６７９，７６７９／６４＝ｌ１９．９，　

近似为１２０。然后（１２０＋１）　６４＝７７４４。　

９）将上面计算的值依次填入ＤＢＲ中相应位置　

保存如下图６，分区可以正常打开　如下图７。　

０Ｑ　００　００　００　００　００　００　００　００　００　ＣＯ　０３　００　００　００　００………．＾…．．　

．（．．‘ｙ．．　

扇区０／６２９１４５６０　

图４扇区总数　

００　０８　００　００　４０　ｌＥ　００　００　００　２８　００　００　ｆｉ０　ＦＦ　０Ｅ　００．…ｅ…

０７　００　００　００　２●３ｇ　ｎ＾ＣＣ　００　０１　００　００　０９　０６　０ｌ　８０．．．．Ｓ９０ｌ……．Ｉ　

图６填写好的ＤＢＲ　

空苗ｃＧ０　

３）ＦＡＴ表的开始：向下搜索Ｆ８　ＦＦ　ＦＦ　ＦＦ，偏移　

位置５１２＝０。如图５（一般就位于２０４８扇区）。从　

ｍ一嘲　。　

ＦＡＴ表中看出，第二簇是首簇，且位图文件占用４个　

簇，大写文件占用一个簇。　

０　１　２　３　４　５　６　７　日　９　ｌ０　ｌｌ　ｌ２　１３　１４　１５　

∞一　

图７分区正常打开　

．．．．．．．．　

ｒ　

．．．　

．．．　

，…

．．…

Ｆ８　ＦＦ　ＦＦ　ＦＦ　ＦＦ　ＦＦ　ＦＦ　ＦＦ　０３　００　００　００　０４　００　００　００　ｏ奶Ｂ啊　

０５　００　００　００　ＦＦ　ＦＦ　ＦＦ　ＦＦ　ＦＦ　ＦＦ　ＦＦ　ＦＦ　ＦＦ　ＦＦ　ＦＦ　ＦＦ　…

００　００　００　００　００　００　００　００　０Ｂ　００　００　００　０Ｃ　００　００　Ｏ０…

ＦＦ　ＦＦ　ＦＦ　ＦＦ　００　００　００　００　００　００　００　００　００　００　００　００　ｙ　

……

由于ｅｘＦＡＴ分区的第ｌ２个扇区中有前１１个扇　

区（ＤＢＲ及保留扇区）校验值的存在，一旦被更改即　

．ｙｙｙｙｙ　

．…

１３０　００　００　００　００　００　００　００　００　００　００　Ｏ０　ＯＯ　００　００　００

００　００　００　００　００　００　００　００　００　００　００　００　００　００　００　００

…

…

…，…．…．．　

．．．…．．．．．．．　

使上述参数修该正确，仍会因校验出错提示格式化，　

使得Ｗｉｎｄｏｗｓ无法访问数据，只能用ｗｉｎｈｅｘ或其他　

数据恢复软件提取数据。想要恢复数据后能让　

Ｗｉｎｄｏｗｓ直接打开，必须得正确计算并写入校验值　

才行。通过如下方法可以有效计算校验值：　

ＵＮＩＴ３２　ＢｏｏｔＣｈｅｃｋｓｕｍ（ｃｏｎｓｔ　ｕｎｓｉｇｎｅｄ　ｃｈａｒ　ｄａｔａ　

图５　ＦＡＴ表　

４）簇大小：根据ＦＡＴ看出大写文件占用一个　

簇，并且下一个文件是根目录文件，用根目录的开始　

扇区减去大写文件的开始扇区就是簇的大小。　

１０５６０—１０４９６＝６４那么簇大小就是６４。　

［］，ｉｎｔ　ｂｙｔｅｓ）　

ｊ　

５）首簇起始扇区号：就是位图文件开始的扇区　

号，我这里给大家提供两种算法。第一种：搜索特征　

值，位图文件开始的值大多为ＦＦ　ＦＦ（存放的数据太　

少就不是ＦＦ　ＦＦ了），可以直接搜索此值。第二种：　

根据下一个元文件（大写文件）推算。大写文件的　

搜索值是固定的，００　００　０ｌ　Ｏ０，偏移５１２＝０。簇大　

小也算出来了，然后向上推几个簇。计算为１０２４０　

扇区。　

ＵＩＮＴ３２　ｃｈｅｃｋｓｕｍ＝０；　

ｆｏｒ（ｉｎｔ　ｉ＝０；ｉ＜ｂｙｔｅｓ；ｉ＋＋）　

｛　

Ｉｆ（ｉ＝＝１０６　ｌｌ　ｉ＝：１０７　Ｉ　ｌ　ｉ＝：１　１２）　

ｃｏｎｔｉｎｕｅ；　

ｃｈｅｃｋｓｕｍ＝（ｃｈｅｃｋｓｕｍ＜＜３１）Ｉ（ｃｈｅｃｋ－　

ｓｕｍ＞＞１）＋ｄａｔａ；　

６）总簇数：（扇区总数一目录区以前的扇区）／　

簇大小（６２９１４５６０—１０２４０）／６４＝９８２８８０　

７）根目录首簇号：从ＦＡＴ表中看出了根目录位　

于第７簇。或者也可以找到大写文件再向下推一个　

簇。　

｝　

ｒｅｔｕｒｎｃｈｅｃｋｓｕｍ；　

｝　

设置一个校验值变量，初始化值为０，然后逐一　

读取前１１个扇区的每个字节，跳过１０６、１０７、１１２这　

三个字节，循环计算直到第１１扇区结束：校验值为　

左移３ｌ位与右移１位进行按位或运算，再加上每次　

８）ＦＡＴ表大小：ＦＡＴ表示记录分区内所有簇占　

用情况的，每四个字节为一项。总簇数我们也知道，　

但是ＦＡＴ表中还有开始的两项（Ｆ８　ＦＦ　ＦＦ　ＦＦ　ＦＦ　ＦＦ　

ＦＦ　ＦＦ）也需要加上。然后每个扇区有１２８项ＦＡＴ　

项，用这个值除以１２８。（９８２８８０＋２）／１２８＝　

读取到的相应字节值。按照上述检验算法，写出了　

校验脚本，测试完全正确。　

（下转第７４页）　

７４　山西电子技术　

１６１．　

２０１８盔　

富多彩。　

参考文献　

［１］　刘进军．卫星电视接收技术［Ｍ］．第３版．北　

京：国防工业出版社，２０１０．　

［３］　全国广播电视标准化技术委员会．ＧＹ／Ｔ　１４７　

—

２０００卫星数字电视接收站通用技术要求　

【ｓ】．中华人民共和国广播电影电视行业标　

准．２０００—０３—１７．　

［２］　蔡亚芳，王飞．数字电视传输网络技术与标准　

［Ｊ］．中国新技术新产品，２０１５，１１（４）：１５９—　

Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｓｔａｎｄａｒｄ　ｏｆ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ　ＴＶ　

Ｚｈａｎｇ　Ｙａｎ　

（Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｕｎｉｖｅｍｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｈａｎｘｉ，Ｔａｉｙｕａｎ　Ｓｈａｎｘｉ　０３０６１９，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｓｉｇｎａｌ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ，ｔｈｅ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｖａｒｉｏｕｓ　ｃｏｕｎｔｉｅｓ　ａｎｄ　ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｓ　ｉｓ　ｃｏｍ．ｒ－　

ｐａｔｉｂｌｅ　ｗｉｔｈ　ｅａｃｈ　ｏｔｈｅｒ，ａｎｄ　ｉｔ　ｎｅｅｄｓ　ｔｏ　ｂｅ　ｓｔａｎｄａｒｄｉｚｅｄ　ｂｙ　ａ　ｕｎｉｉｆｅｄ　ｓｔａｎｄａｒｄ．Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ　ｄｖｂ—ｓ／ｄｖｂ－ｓ２　

ｓｔａｎｄａｒｄ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ａｂｓ—Ｓ　ｓｔａｎｄａｒｄ　ａｒｅ　ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｗｉｔｈ　ｅａｃｈ　ｏｔｈｅｒ　ｉｎ　ｔｅｒｍｓ　ｏｆ　ｃｈａｎｎｅｌ　ｃｏｄｉｎｇ，ｓｏｕｒｃｅ　ｃｏｄｉｎｇ　ａｎｄ　ｍｏｄｕ—　

ｌａｔｉｏｎ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ＤＶＢ—Ｓ／ＤＶＢ—Ｓ２　ｓｔａｎｄａｒｄ；ＡＢＳ—Ｓ　ｓｔａｎｄａｒｄ；ｃｏｄｅ；ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ　

（上接第６４页）　

３　总结　

ｅ　ＦＡＴ文件系统中ＤＢＲ被破坏后就会出现“提　

示格式化，，故障，导致用户数据无法访问，手动修复　

ＤＢＲ是最有效，最完整修复此类问题的方法。　

参考文献　

［３］　陆莉莉，季一木，王汝传，等．基于ＤＢＲ的　

磁盘文件快速加密安全保障机制研究［Ｊ］·　

计算机技术与发展，２０１１，２１（５）：１７１一　

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Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｎ　ＥｘＦＡＴ　Ｆｉｌｅ　Ｓｙｓｔｅｍ　ａｎｄ　ＤＢＲ　Ｒｅｃｏｖｅｒｙ　

Ｗａｎｇ　Ｙｕｎ　

（Ｓｈａｎｘｉ　Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ，Ｔａｉｙｕａｎ　Ｓｈａｎｘｉ　０３０００６，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｗｉｄｅｌｙ　ｕｓｅ　ｏｆ　ｅｘＦＡＴ　ｉｆｌｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｎ　ｆｌａｓｈ　ｍｅｍｏｒｙ．ｄａｔａ　ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｉｎ　ｅｘＦＡＴ　ｆｉｌｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｓ　

ｍｏｒｅ　ａｎｄ　ｍｏｒｅ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ　ｔｈｅ”ｐｒｏｍｐｔ　ｆｏｒｍａｔｔｉｎｇ”ｆａｉｌｕｒｅ　ｉｓ　ｍｏｒｅ　ｃｏｍｍｏｎ　ｂｅｃａｕｓｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ＤＢＲ．　

Ｏｎｃｅ　ｔｈｉｓ　ｋｉｎｄ　ｏｆ　ｆａｕｌｔ　ｉｓ　ｈａｎｄｌｅｄ　ｉｍｐｒｏｐｅｒｌｙ，ｉｔ　ｗｉｌｌ　ｂｒｉｎｇ　ｉｎｃａｌｃｕｌａｂｌｅ　ｌｏｓｓ　ｔｏ　ｕｓｅｒｓ　ｄａｔａ．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ａｎａｌｙｚｅｓ　ｔｈｅ　

ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｅｘＦＡＴ　ｆｉｌｅ。ｓｙｓｔｅｍ　ｉｎ　ｄｅｔａｉｌ　ｂｙ　ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ｃａｓｅｓ，ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｍａｎｕａｌ　ｒｅｐａｉｒ　ｍｅｔｈｏｄ　ａｎｄ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｆｏｒ　

ＤＢＲ，ｗｈｉｃｈ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ　ｓｏｌｖｅｓ　ｓｕｃｈ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｅｘＦＡＴ；ＤＢＲ；ｄａｔａ　ｒｅｃｏｖｅｒｙ