基本文件系统实现
Basic File System Implementation
我得到了 2k 字节来制作一个超简约的文件系统，我考虑制作一个精简版的 FAT16。
我唯一的问题是了解如何将 FAT 存储在卷中。假设我每个块使用 2 个字节，因此我有 1024 个块。我需要一个包含 1024 行的 table，并且在每一行中我将保存文件的下一个块。
由于这个块中的每个块都可以寻址其他 1023 个块，所以我看不出这个 table 怎么不会使用我的整个 2k space。我不明白如何将此 table 保存到我的硬盘驱动器中并仅使用几个字节而不是仅使用 1024 块来写入 1024 行 table.
考虑到您可以实现平面文件系统并且可以使用如此小的 space，我会考虑像 Apple DOS 3.3 filesystem rather than a hierarchical filesystem like FAT16. Even the flat filesystem predecessor of FAT16, FAT12 这样的东西，对于您的目的来说过于复杂。
我建议您将 2 kiB 的卷分成 256 字节 "tracks" 和 16 字节 "sectors," 以使用 Apple DOS 3.3 命名法。在您自己的实施中将它们命名为您喜欢的名称。如果您在设计阶段在这里重复使用相同的术语，它只会帮助您映射概念。
您不需要 DOS 引导映像，也不需要担心 seek time 移动磁盘驱动器磁头，因此不要留出磁道 0-2 并将VTOC 磁道位于磁盘中间，让我们将 VTOC 放在磁道 0 上。VTOC 包含空闲扇区位图、第一个目录扇区的位置和其他内容。
如果我们为 VTOC 保留整个磁道 0，我们将剩下 16 字节扇区中的 112 个。对于位图，这些将打包成只有 14 个字节，这表明我们真的不需要为此使用整个轨道 0。
让我们将磁道 0 的前两个扇区放在一边，并将磁道 0 包含在空闲扇区位图中。这会导致一定程度的冗余，因为我们总是将前两个扇区映射为 "used,"，但它使实现更简单，因为现在没有特殊情况。
让我们将 Apple DOS 3.3 的 VTOC 概念分为两部分：卷标扇区 (VLS) 和卷自由扇区位图 (VFSB)。
我们将把 VLS 放在磁道 0 扇区 0 上。
让我们留出 VLS 的前 2-4 个字节用于 magic number 以将此卷文件标识为属于您的文件系统。如果没有这个，您的卷文件的唯一识别特征是它们的大小为 2 kiB，这意味着您的代码可能会被诱导丢弃一个恰好大小相同的无辜文件。您需要比这更多的数据破坏保险。
VLS 也应该命名这个卷。 Apple DOS 3.3 只使用了卷号，但也许我们想使用几个字节来代替 ASCII 名称。
VLS 还需要指向第一个目录扇区。为此，我们至少需要 2 个字节。我们有 128 条轨道，这意味着我们至少需要 7 位。让我们使用两个字节：磁道和扇区。在这里，您可以了解设计选择的本质。我们现在可以考虑通过定义 256 个轨道来移动到 4 kiB 卷大小。或者，也许在这一点上我们认为 16 字节的扇区太小，并增加它们以便我们以后可以超过 4 kiB。不过，让我们暂时坚持使用 16 字节扇区。
VFSB 只需要一个扇区：2 kiB 容量÷每个扇区 16 个字节 = 128 个扇区÷每个字节 8 位 = 16 个字节。但是，考虑到上述想法，我们可能会考虑在 VLS 中留出一个字节用于 VL 之后的 VFSB 扇区数量，以允许更大的卷。
Apple DOS 3.3 目录扇区的想法应该可以直接转化为这个新的文件系统，除了每个扇区只有 16 个字节可以使用，我们不能描述每个扇区 7 个文件。我们需要 2 个字节作为指向下一个目录扇区的指针，剩下 14 个字节。每个文件都应该有一个标志字节：已删除、只读等。这意味着我们可以为每个目录扇区 1 个文件使用 13 字节文件名，或者为每个目录扇区 2 个文件使用两个 6 字节文件名。我们可以 做 7 个单字母文件名，但那很蹩脚。如果我们采用您的 3 个字符文件名的想法，那么在考虑每个文件的标志字节后，每个目录扇区有 3 个文件，剩下 2 个额外的字节要定义。不过，我会选择每个扇区 1 或 2 个文件。
这正是您所需要的。剩下的就是实现和扩展了。
扩展的另一个想法：如果我们想将其用作可启动磁盘介质怎么办？这些东西通常确实需要引导加载程序，那么我们是否需要将 VLS 和 VFSB 扇区向下移动 1，以将磁道 0 扇区 0 留给引导映像？或者，VLS 可能包含指向第一个目录扇区的指针，该目录扇区描述包含引导映像的文件。
我得到了 2k 字节来制作一个超简约的文件系统，我考虑制作一个精简版的 FAT16。
我唯一的问题是了解如何将 FAT 存储在卷中。假设我每个块使用 2 个字节，因此我有 1024 个块。我需要一个包含 1024 行的 table，并且在每一行中我将保存文件的下一个块。
由于这个块中的每个块都可以寻址其他 1023 个块，所以我看不出这个 table 怎么不会使用我的整个 2k space。我不明白如何将此 table 保存到我的硬盘驱动器中并仅使用几个字节而不是仅使用 1024 块来写入 1024 行 table.
考虑到您可以实现平面文件系统并且可以使用如此小的 space，我会考虑像 Apple DOS 3.3 filesystem rather than a hierarchical filesystem like FAT16. Even the flat filesystem predecessor of FAT16, FAT12 这样的东西，对于您的目的来说过于复杂。
我建议您将 2 kiB 的卷分成 256 字节 "tracks" 和 16 字节 "sectors," 以使用 Apple DOS 3.3 命名法。在您自己的实施中将它们命名为您喜欢的名称。如果您在设计阶段在这里重复使用相同的术语，它只会帮助您映射概念。
您不需要 DOS 引导映像，也不需要担心 seek time 移动磁盘驱动器磁头，因此不要留出磁道 0-2 并将VTOC 磁道位于磁盘中间，让我们将 VTOC 放在磁道 0 上。VTOC 包含空闲扇区位图、第一个目录扇区的位置和其他内容。
如果我们为 VTOC 保留整个磁道 0，我们将剩下 16 字节扇区中的 112 个。对于位图，这些将打包成只有 14 个字节，这表明我们真的不需要为此使用整个轨道 0。
让我们将磁道 0 的前两个扇区放在一边，并将磁道 0 包含在空闲扇区位图中。这会导致一定程度的冗余，因为我们总是将前两个扇区映射为 "used,"，但它使实现更简单，因为现在没有特殊情况。
让我们将 Apple DOS 3.3 的 VTOC 概念分为两部分：卷标扇区 (VLS) 和卷自由扇区位图 (VFSB)。
我们将把 VLS 放在磁道 0 扇区 0 上。
让我们留出 VLS 的前 2-4 个字节用于 magic number 以将此卷文件标识为属于您的文件系统。如果没有这个，您的卷文件的唯一识别特征是它们的大小为 2 kiB，这意味着您的代码可能会被诱导丢弃一个恰好大小相同的无辜文件。您需要比这更多的数据破坏保险。
VLS 也应该命名这个卷。 Apple DOS 3.3 只使用了卷号，但也许我们想使用几个字节来代替 ASCII 名称。
VLS 还需要指向第一个目录扇区。为此，我们至少需要 2 个字节。我们有 128 条轨道，这意味着我们至少需要 7 位。让我们使用两个字节：磁道和扇区。在这里，您可以了解设计选择的本质。我们现在可以考虑通过定义 256 个轨道来移动到 4 kiB 卷大小。或者，也许在这一点上我们认为 16 字节的扇区太小，并增加它们以便我们以后可以超过 4 kiB。不过，让我们暂时坚持使用 16 字节扇区。
VFSB 只需要一个扇区：2 kiB 容量÷每个扇区 16 个字节 = 128 个扇区÷每个字节 8 位 = 16 个字节。但是，考虑到上述想法，我们可能会考虑在 VLS 中留出一个字节用于 VL 之后的 VFSB 扇区数量，以允许更大的卷。
Apple DOS 3.3 目录扇区的想法应该可以直接转化为这个新的文件系统，除了每个扇区只有 16 个字节可以使用，我们不能描述每个扇区 7 个文件。我们需要 2 个字节作为指向下一个目录扇区的指针，剩下 14 个字节。每个文件都应该有一个标志字节：已删除、只读等。这意味着我们可以为每个目录扇区 1 个文件使用 13 字节文件名，或者为每个目录扇区 2 个文件使用两个 6 字节文件名。我们可以 做 7 个单字母文件名，但那很蹩脚。如果我们采用您的 3 个字符文件名的想法，那么在考虑每个文件的标志字节后，每个目录扇区有 3 个文件，剩下 2 个额外的字节要定义。不过，我会选择每个扇区 1 或 2 个文件。
这正是您所需要的。剩下的就是实现和扩展了。
扩展的另一个想法：如果我们想将其用作可启动磁盘介质怎么办？这些东西通常确实需要引导加载程序，那么我们是否需要将 VLS 和 VFSB 扇区向下移动 1，以将磁道 0 扇区 0 留给引导映像？或者，VLS 可能包含指向第一个目录扇区的指针，该目录扇区描述包含引导映像的文件。