FAT テーブル
クラスタを管理するテーブル
メモリマップと処理が似てる
Claude に実装例だしてもらった
ステータスとポインタの格納位置が同じなのが混乱ポイント
実際のFATテーブルでは、クラスタのステータスとポインタ（次のクラスタへのリンク）は同じ場所に格納されます。これは混乱を招く可能性がある設計ですが、FAT ファイルシステムの特徴的な点です。
あと、実際にクラスタがどこを指してるか（物理的なクラスタ・セクタの位置）はクラスタ番号から計算するらしい
かなりお手上げ感あるけど Claude に出力してもらったので一番下に貼っておく
まずは簡単な実装
ステータスとポインタを持つ
code:c
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#define FAT_SIZE 256
#define CLUSTER_UNUSED 0x0000
#define CLUSTER_RESERVED 0x0001
#define CLUSTER_BAD 0xFFF7
#define CLUSTER_END 0xFFFF
// FAT エントリの型定義
typedef uint16_t fat_entry_t;
// FAT テーブルの構造体
typedef struct {
fat_entry_t tableFAT_SIZE;
} fat_table_t;
// FAT テーブルの初期化
void init_fat_table(fat_table_t *fat) {
for (int i = 0; i < FAT_SIZE; i++) {
fat->tablei = CLUSTER_UNUSED;
}
}
// クラスタの値を設定（状態と次のクラスタへのリンクを兼ねる）
void set_cluster_value(fat_table_t *fat, int cluster, fat_entry_t value) {
if (cluster >= 0 && cluster < FAT_SIZE) {
fat->tablecluster = value;
}
}
// クラスタの値（状態または次のクラスタ番号）を取得
fat_entry_t get_cluster_value(fat_table_t *fat, int cluster) {
if (cluster >= 0 && cluster < FAT_SIZE) {
return fat->tablecluster;
}
return CLUSTER_RESERVED; // 範囲外のクラスタ
}
// クラスタの状態を文字列で取得
const char* get_cluster_state_string(fat_entry_t value) {
if (value == CLUSTER_UNUSED) return "Unused";
if (value == CLUSTER_RESERVED) return "Reserved";
if (value == CLUSTER_BAD) return "Bad";
if (value == CLUSTER_END) return "End of chain";
return "In use (Next cluster)";
}
// FAT テーブルの内容を表示
void print_fat_table(fat_table_t *fat) {
printf("FAT Table:\n");
for (int i = 0; i < FAT_SIZE; i++) {
printf("%03d: 0x%04X (%s)\n", i, fat->tablei, get_cluster_state_string(fat->tablei));
if ((i + 1) % 16 == 0) printf("\n");
}
}
// クラスタチェーンを表示
void print_cluster_chain(fat_table_t *fat, int start_cluster) {
printf("Cluster chain starting at %d: ", start_cluster);
int current = start_cluster;
while (current != CLUSTER_END && current != CLUSTER_BAD && current != CLUSTER_UNUSED) {
printf("%d -> ", current);
current = fat->tablecurrent;
}
printf("%s\n", get_cluster_state_string(fat->tablecurrent));
}
int main() {
fat_table_t fat;
init_fat_table(&fat);
// サンプルのクラスタチェーンを作成
set_cluster_value(&fat, 2, 3); // クラスタ2は3を指す
set_cluster_value(&fat, 3, 4); // クラスタ3は4を指す
set_cluster_value(&fat, 4, CLUSTER_END); // クラスタ4はファイルの終端
// 別のクラスタチェーンを作成
set_cluster_value(&fat, 5, 6);
set_cluster_value(&fat, 6, 7);
set_cluster_value(&fat, 7, CLUSTER_END);
// 破損クラスタを設定
set_cluster_value(&fat, 10, CLUSTER_BAD);
// FAT テーブルの内容を表示
print_fat_table(&fat);
// クラスタチェーンを表示
print_cluster_chain(&fat, 2);
print_cluster_chain(&fat, 5);
return 0;
}
難しいほうの実装（クラスタ番号から物理的な位置を計算するバージョン）
ちゃんと読めばわかると思う
code:c
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#define FAT_SIZE 256
#define SECTOR_SIZE 512
#define CLUSTER_SIZE 4096 // 8 sectors per cluster
#define DATA_START_SECTOR 100 // データ領域の開始セクタ
#define CLUSTER_UNUSED 0x0000
#define CLUSTER_RESERVED 0x0001
#define CLUSTER_BAD 0xFFF7
#define CLUSTER_END 0xFFFF
typedef uint16_t fat_entry_t;
typedef struct {
fat_entry_t tableFAT_SIZE;
} fat_table_t;
void init_fat_table(fat_table_t *fat) {
for (int i = 0; i < FAT_SIZE; i++) {
fat->tablei = CLUSTER_UNUSED;
}
}
void set_cluster_value(fat_table_t *fat, int cluster, fat_entry_t value) {
if (cluster >= 0 && cluster < FAT_SIZE) {
fat->tablecluster = value;
}
}
fat_entry_t get_cluster_value(fat_table_t *fat, int cluster) {
if (cluster >= 0 && cluster < FAT_SIZE) {
return fat->tablecluster;
}
return CLUSTER_RESERVED;
}
// クラスタ番号から物理セクタ番号を計算
uint32_t cluster_to_sector(int cluster_number) {
return DATA_START_SECTOR + (cluster_number - 2) * (CLUSTER_SIZE / SECTOR_SIZE);
}
// クラスタ番号から物理バイトオフセットを計算
uint64_t cluster_to_byte_offset(int cluster_number) {
return (uint64_t)cluster_to_sector(cluster_number) * SECTOR_SIZE;
}
const char* get_cluster_state_string(fat_entry_t value) {
if (value == CLUSTER_UNUSED) return "Unused";
if (value == CLUSTER_RESERVED) return "Reserved";
if (value == CLUSTER_BAD) return "Bad";
if (value == CLUSTER_END) return "End of chain";
return "In use (Next cluster)";
}
void print_fat_table(fat_table_t *fat) {
printf("FAT Table:\n");
for (int i = 0; i < FAT_SIZE; i++) {
printf("%03d: 0x%04X (%s)\n", i, fat->tablei, get_cluster_state_string(fat->tablei));
if (i >= 2 && fat->tablei != CLUSTER_UNUSED) {
printf(" Physical location: Sector %u, Byte offset %lu\n",
cluster_to_sector(i), cluster_to_byte_offset(i));
}
if ((i + 1) % 8 == 0) printf("\n");
}
}
void print_cluster_chain(fat_table_t *fat, int start_cluster) {
printf("Cluster chain starting at %d:\n", start_cluster);
int current = start_cluster;
while (current != CLUSTER_END && current != CLUSTER_BAD && current != CLUSTER_UNUSED) {
printf("Cluster %d -> Physical Sector %u (Byte offset %lu)\n",
current, cluster_to_sector(current), cluster_to_byte_offset(current));
current = fat->tablecurrent;
}
printf("End state: %s\n", get_cluster_state_string(fat->tablecurrent));
}
int main() {
fat_table_t fat;
init_fat_table(&fat);
// サンプルのクラスタチェーンを作成
set_cluster_value(&fat, 2, 3);
set_cluster_value(&fat, 3, 4);
set_cluster_value(&fat, 4, CLUSTER_END);
set_cluster_value(&fat, 5, 6);
set_cluster_value(&fat, 6, 7);
set_cluster_value(&fat, 7, CLUSTER_END);
set_cluster_value(&fat, 10, CLUSTER_BAD);
print_fat_table(&fat);
printf("\nCluster chains:\n");
print_cluster_chain(&fat, 2);
print_cluster_chain(&fat, 5);
return 0;
}