硬盘以及分区结构简介

硬盘结构及其分区简介

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目录

背景知识简介：........................................................................................................................................... ２硬盘结构简介：................................................................................................................................... ２基本INT 13H 调用简介： ................................................................................................................. ２

扩展INT 13H 调用简介： ............................................................................................................... ３磁盘分区简介：........................................................................................................................................... ４BOOTSECTOR简介............................................................................................................................ ４分区表结构简介................................................................................................................................... ４扩展分区简介....................................................................................................................................... ５硬盘分区类型....................................................................................................................................... ６如何找到一个逻辑分区....................................................................................................................... ７逻辑分区简介：........................................................................................................................................... ８FAT16 FAT32 NTFS逻辑分区BOOTSECTOR.................................................................................. ８FAT16 FAT32逻辑分区组成结构 ................................................................................................... １２NTFS逻辑分区组成结构 ................................................................................................................ １３

背景知识简介：

硬盘结构简介：

很久以前, 硬盘的容量还非常小的时候，人们采用与软盘类似的结构生产硬盘. 也就是硬盘盘片的每一条磁道都具有相同的扇区数. 由此人们定义硬盘参数为(CHS)参数，即磁头数(Heads),柱面数(Cylinders),扇区数(Sectors)，以及相应的寻址方式。

其中：

磁头数表示硬盘总共有几个磁头,也就是有几面盘片，最大为255 (用8个二进制位存储)；

柱面数表示硬盘每一面盘片上有几条磁道, 最大为1023(用10个二进制位存储)；

扇区数(Sectors) 表示每一条磁道上有几个扇区, 最大为63 (用6个二进制位存储)；

每个扇区一般是512个字节, 理论上讲这不是必须的, 但好象没有取别的值的；

所以磁盘最大容量为:

255 * 1023 * 63 * 512 / 1048576 = 8024 MB ( 1M = 1048576 Bytes )

或硬盘厂商常用的单位：

255 * 1023 * 63 * 512 / 1000000 = 8414 MB ( 1M = 1000000 Bytes )

在CHS 寻址方式中, 磁头, 柱面, 扇区的取值范围分别为0 到Heads – 1，0 到Cylinders - 1,1 到Sectors (注意是从1 开始)

在老式硬盘中，由于每个磁道的扇区数相等，所以外道的记录密度要远低于内道，因此会浪费很多磁盘空间(与软盘一样)。为了解决这一问题，进一步提高硬盘容量，人们改用等密度结构生产硬盘。也就是说，外圈磁道的扇区比内圈磁道多。采用这种结构后，硬盘不再具有实际的3D参数，寻址方式也改为线性寻址，即以扇区为单位进行寻址。为了与使用3D寻址的老软件兼容在硬盘控制器内部安装了一个地址翻译器。由它负责将老式3D参数翻译成新的线性参数。这也是为什么现在硬盘的3D参数可以有多种选择的原因(不同的工作模式, 对应不同的3D参数, 如LBA, LARGE, NORMAL)。

基本INT 13H 调用简介：

BIOS INT 13H 调用是BIOS 提供的磁盘基本输入输出中断调用, 它可以完成磁盘(包括硬盘和软盘)的复位, 读写, 校验, 定位, 诊断, 格式化等功能.它使用的就是CHS 寻址方式, 因此最大识能访问8 GB 左右的硬盘

INT13H调用中

AH=功能号

AL=扇区数

CH,CL=磁头号，扇区号

DH,DL=磁头号，驱动器号

ES:BX=数据缓冲区地址

1读软盘状态只有AH有效返回AL=状态字节

2读磁盘成功AH=0 失败AH=错误代码

3写磁盘成功AH=0 失败AH=错误代码

4检验磁盘扇区（ES:BX不设置）成功AH=0 失败AH=错误代码

5格式化磁道(ES:BX=磁道地址CH,CL不设置）成功AH=0 失败AH=错误代码

8取磁盘参数（只需设置AH,DL返回值方在CH,CL,DH中）成功AH=0

失败AH=错误代码

扩展INT 13H 调用简介：

为了支持大于8G的硬盘，现在的主板BIOS提供了扩展INT 13H调用，它使用的是线性寻址方式。

功能号AH: 41H 检测是否支持扩展INT 13H调用BX=55AAH AH=0支持

42H 读磁盘扇区

DL=磁盘号

DS:SI=调用结构的地址

调用结构:

disk_addr_pkt struc

packet_size db 16 ; 结构长度通常为16 1字节

reserved db 0 ; 保留必须为0 1字节

block_count dw ? ; 读取扇区数目2字节

buffer_addr dd ? ; 缓冲区地址 4字节高2字节段址低2

节字偏移

block_num dq ? ; 读取的绝对扇区起始号8字节

disk_addr_pkt ends

成功AH=0 失败AH=错误代码。

43H 写磁盘扇区

DL=磁盘号

DS:SI=调用结构的地址

调用结构与读磁盘相同

成功AH=0 失败AH=错误代码。

48H 取得磁盘参数

DL=磁盘号

DS:SI= 结果缓冲区

结构如下

info_size dw 26缓冲区长度26

flags dw ? 磁盘状态标志字

cylinders dd ? 磁盘逻辑柱面数

heads dd ? 磁盘逻辑磁头数

sec_per_track dd ? 磁盘逻辑每道扇区数

sectors dq ? 磁盘总扇区数

sector_size dw ? 磁盘每扇区字节数

AH=0 失败AH=错误代码

磁盘分区简介：

BOOTSECTOR 简介

Boot Sector 也就是硬盘的第一个扇区, 它由 MBR (Master Boot Record), DPT (Disk Partition Table) 和 Boot Record ID 三部分组成。

MBR 又称作主引导记录占用 Boot Sector 的前 446 个字节 ( 0 to 0x1BD ), 存放系统主引导程序 (它负责从活动分区中装载并运行系统引导程序).

DPT 即主分区表占用 64 个字节 (0x1BE to 0x1FD)， 记录了磁盘的基本分区信息，主分区 表分为四个分区项,，每项 16 字节，分别记录了每个主分区的信息(因此最多可以有四个主分区). Boot Record ID 即引导区标记占用两个字节 (0x1FE and 0x1FF), 对于合法引导区，它等于 0xAA55 ，这是判别引导区是否合法的标志。 BOOTSECTOR 的具体结构如下图所示:

BOOTSECTOR 结构图

分区表结构简介

分区表由四个分区项构成, 每一项长度为16个字节，分区表结构如下图所示：

0000

1BD 1BE

1CD 1CE 1DD 1DE

1ED 1FE 1FD 1FE

Master Boot Record

主引导记录(446字节)

分区信息 1(16字节)

分区信息 2(16字节) 分区信息 3(16字节)

分区信息 4(16字节) 55

AA

分区表结构图

扩展分区简介

由于主分区表中只能分四个分区, 无法满足需求, 因此设计了一种扩展分区格式. 基本上说, 扩展分区的信息是以链表形式存放的, 但也有一些特别的地方.

首先, 主分区表中要有一个基本扩展分区项, 所有扩展分区都隶属于它,也就是说其他所有扩展 分区的空间都必须包括在这个基本扩展分区中. 对于DOS / Windows 来说, 扩展分区的类型为 0x05(EXTENDX). 除基本扩展分区以外的其他所有扩展分区则以链表的形式级联存放,后一个扩展分区的数据项记录在前一个扩展分区的分区表中, 但两个扩展分区 的空间并不重叠.扩展分区类似于一个完整的硬盘, 必须进一步分区才能使用. 但每个扩展分区中只能存在一个其他分区. 此分区在 DOS/Windows 环境中即为逻辑盘. 因此每一个扩展分区的分区表 (同样存储在扩展分区的第一个扇区中)中最多只能有两个分区数据项(包括下一个扩展分区的数据项). 扩展分区的分区表存放在该分区的第一个扇区中它的结构与硬盘的BOOTSETOR 基本相同， 只是没有主引导纪录，即该扇区的0-0X1BD 的数据是无效的，另外它的分区表只有前面两项是有效 的。他的最后两个字节也是合法性检测标志即55AA 下面是扩展分区的结构示意图 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B

C D

E F 分区状态, 0 = 未激活, 0x80 = 激活 (注意此项) 分区起始磁头号

分区起始扇区和柱面号, 底字节的低6位为扇区号,高2 位为柱面号的第 9,10 位, 高字节为柱面号的低 8 位 分区类型,如0x0B=FAT32, 0x83=Linux 等,0表示此项未用 分区结束磁头号

分区结束扇区和柱面号, 底字节的低6位为扇区号,高2 位为柱面号的第 9,10 位, 高字节为柱面号的低 8 位 在线性寻址方式下的分区相对扇区地址 (对于基本分区即为绝对地址)

分区大小 (总扇区数) 注意: 在 DOS / Windows 系统下, 基本分区必须以柱面

为单位划分 ( Sectors * Heads 个扇区), 如对于 CHS 为 764/255/63 的硬盘, 分区的最小尺寸为 255 * 63 * 512 / 1048576 = 7.844 MB.

扩展分区的结构示意图

硬盘分区类型

0 未使用分区项

1 DOS12一种fat 表为12位的分区主要用于早期小硬盘和部分软盘

2 xenix 一种linux 分区

4 D0S16早期硬盘分区方法，分区表项为16位，最大支持32M 分区大小

5 EXTEND 扩展分区的一种该分区的 起始扇区为前面的第一个EXTENDX 分区起始扇区+该分

区的相对偏移

6 BIGDOS 即FAT16分区 分区表为16位，每簇最大为32K ，最大分区为2G

7 NTFS 分区

B FAT32分区 分区表为32位

C FAT32X 分区与FAT32基本相同

E BIGDOSX 即FAT16分区扩展 分区表为16位，每簇最大可以超过32K

F

EXTENDX 扩展分区的一种，起始扇区为该分区的相对偏移或者 前面的前面的第一个

EXTENDX 分区起始扇区+该分区的相对偏移;

主扩展分区 扩 展 分 区 表

分区项 1 分区项 2 逻辑盘1

扩展分区2 扩 展 分 区 表

分区项 1 分区项 2 逻辑盘2

扩展分区3 扩 展 分 区 表

分区项 1 分区项 2 逻辑盘3

如何找到一个逻辑分区

前面介绍了硬盘的分区结构，下面主要讲解如何找到一个硬盘的逻辑分区

首先读取硬盘BOOTSECTOR，读取该硬盘的分区表例如下面是一个15G硬盘

的BOOTSECTOR

0X000 33 C0 8E D0 BC 00 7C FB-50 07 50 1F FC BE 1B 7C 3.....|.P.P....| 0X010 BF 1B 06 50 57 B9 E5 01-F3 A4 CB BD BE 07 B1 04...PW...........

0X020 30 38 6E 00 7C 09 75 13 83-C5 10 E2 F4 CD 18 8B F58n.|.u..........

0X030 83 C6 10 49 74 19 38 2C-74 F6 A0 B5 07 B4 07 8B...It.8,t.......

0X040 F0 AC 3C 00 74 FC BB 07-00 B4 0E CD 10 EB F2 88..<.t...........

0X050 4E 10 E8 46 00 73 2A FE-46 10 80 7E 04 0B 74 0B N..F.s*.F..~..t.

0X060 80 7E 04 0C 74 05 A0 B6-07 75 D2 80 46 02 06 83.~..t....u..F...

0X070 46 08 06 83 56 0A 00 E8-21 00 73 05 A0 B6 07 EB F...V...!.s.....

0X080 BC 81 3E FE 7D 55 AA 74-0B 80 7E 10 00 74 C8 A0 ..>.}U.t..~..t..

0X090 B7 07 EB A9 8B FC 1E 57-8B F5 CB BF 05 00 8A 56.......W.......V 0XA0 00 B4 08 CD 13 72 23 8A-C1 24 3F 98 8A DE 8A FC.....r#..$?.....

0XB0 43 F7 E3 8B D1 86 D6 B1-06 D2 EE 42 F7 E2 39 56 C..........B..9V 0X0C0 0A 77 23 72 05 39 46 08-73 1C B8 01 02 BB 00 7C.w#r.9F.s......|

0X0D0 8B 4E 02 8B 56 00 CD 13-73 51 4F 74 4E 32 E4 8A.N..V...sQOtN2..

0X0E0 56 00 CD 13 EB E4 8A 56-00 60 BB AA 55 B4 41 CD V......V.`..U.A.

0X0F0 13 72 36 81 FB 55 AA 75-30 F6 C1 01 74 2B 61 60.r6..U.u0...t+a`

0X100 6A 00 6A 00 FF 76 0A FF-76 08 6A 00 68 00 7C 6A j.j..v..v.j.h.|j

0X110 01 6A 10 B4 42 8B F4 CD-13 61 61 73 0E 4F 74 0B.j..B....aas.Ot.

0X120 32 E4 8A 56 00 CD 13 EB-D6 61 F9 C3 49 6E 76 61 2..V.....a..Inva 0X130 6C 69 64 20 70 61 72 74-69 74 69 6F 6E 20 74 61lid partition ta

0X140 62 6C 65 00 45 72 72 6F-72 20 6C 6F 61 64 69 6E ble.Error loadin 0X150 67 20 6F 70 65 72 61 74-69 6E 67 20 73 79 73 74g operating syst 0X160 65 6D 00 4D 69 73 73 69-6E 67 20 6F 70 65 72 61em.Missing opera 0X170 74 69 6E 67 20 73 79 73-74 65 6D 00 00 00 00 00ting system.....

0X180 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00................

0X190 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00................

0X1A0 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ................

0X1B0 00 00 00 00 00 2C 44 63-DE BB C4 76 0080 01.....,Dc...v....

0X1C0 01 00 06 FE 3F 0C 3F 00-00 00 8E 2F 03 0000 00 ....?.?..../....

0X1D0 01 0D 0F FE FF FF CD 2F-03 00 D5 6C BC 0100 00......./...l....

0X1E0 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ................

0X1F0 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 0055 AA..............U.

一个硬盘的BOOTSECTORS数据

其中红色部分是主引导纪录（MBR)

蓝色和浅绿色是分区表数据一共是4个分区项和显然后两个分区表项是未用的。

分区相对扇区起始地址是0x3f(63) 分区大小是0x32F8E（208782个扇区大小大概未100M 由于这是柱分区该分区的起始扇区号就为0x3f；

对于第二个分区表项可以知道该分区的分区类型是0x0F(EXTENDX)分区，起始扇区地址是0X32FCD(208845)分区大小是0X1BC6CD5(29125845)个扇区。

读取扇区0X32FCD取出扩展分区得的分区表项

00 01 01 0D 07 FE BF 0A 3F 00 00 00 3F 04 7D 00

00 00 81 0B 05 FE FF 09 7E 04 7D 00 3F 82 3E 00

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

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

取出第一个分区表项知道该分区是类型是7（NTFS分区）分区大小是0X7D043F

分区相对扇区号为0x3f可以算出分区的起始扇区是0X32FCD+0X3F=0X3300C 取出第二个分区表项知道该分区是类型是5（EXTEND分区）分区大小是0X3E823F

分区相对扇区号为0X7D047E可以算出分区的起始扇区是0X32FCD+0X7D047E=0X80344B 读取扇区0X80344B取出扩展分区得的分区表项

00 01 81 0b 0b fe ff 08 3f 00 00 00 00 82 3e 00

00 00 c1 0a 05 fe ff ff bd 86 bb 00 57 a7 00 01

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

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

取出第一个分区表项知道该分区是类型是0b（fat32分区）分区大小是0X3e8200

分区相对扇区号为0x3f可以算出分区的起始扇区是0X32FCD+0x7d047e +0X3F=0X80348a 取出第二个分区表项知道该分区是类型是5（EXTEND分区）分区大小是0X100a757

分区相对扇区号为0Xbb86bd可以算出分区的起始扇区是0X32FCD+0Xbb86bd=0Xbbe68a 读取扇区0Xbbe68a取出扩展分区得的分区表项

00 01 c1 0a 07 fe ff ff 3f 00 00 00 18 a7 00 01

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

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

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

取出第一个分区表项知道该分区是类型是7（NTFS分区）分区大小是0X100a718

分区相对扇区号为0x3f可以算出分区的起始扇区是0X32FCD+0xbbe68a+3f=0Xbeb6c9 逻辑分区简介：

FAT16 FAT32 NTFS逻辑分区BOOTSECTOR

逻辑分区的BOOTSECTOR的第一个扇区它由以下部分组成

跳转指令

硬盘分区类型的文本字符名

分区参数块

扩展的分区参数块

启动指令块

合法性标志55AA

BOOTSECTORD 的内容语义的略图

FAT16分区BOOTSECTOR 结构图[

跳转指令 EB 3C 90 3BYTE 0H 硬盘分区类型的文本字符名 MSDOS5.0 8BYTE 3H 分区参数块

25BYTE

0BH

0BH 2BYTE 每扇区字节数 0DH 1BYTE 每簇扇区数 0EH 2BYTE 保留扇区数 10H 1BYTE FAT 表份数 11H 2BYTE 根目录入口项数 13H 2BYTE 磁盘大小(<32m) 15H 1BYTE 介质类型 16H 2BYTE FAT 表占用扇区数 18H 2BYTE 每道扇区数 1AH 2BYTE 磁头数 1CH

2BYTE 隐藏扇区数 24H 1BYTE 物理磁盘号 25H 1BYTE 当前磁头号 26H 1BYTE 0X28或0X29 27H 4BYTE 磁盘序列号 2BH 11BYTE 卷表 36H

8BYTE

系统标志符

扩展的分区参数块 26BYTE 24H 启动指令块 448 BYTE 3EH 合法性标志

55AA

2 BYTE

1FEH

FAT32分区BOOTSECTOR 结构图[

跳转指令

EB 58 90 3BYTE 0H 硬盘分区类型的文本字符名 MSWIN4.1 8BYTE 3H 分区参数块

25BYTE

0BH

0BH 2BYTE 每扇区字节数 0DH 1BYTE 每簇扇区数 0EH 2BYTE 保留扇区数 10H 1BYTE FAT 表份数 11H 2BYTE 未用 15H 1BYTE 介质类型 16H 2BYTE 未用 18H 2BYTE 每道扇区数 1AH 2BYTE 磁头数 1CH 2BYTE 隐藏扇区数 24H 4BYTE FAT 表占用扇区数 2CH 1BYTE 根目录入口簇号 40H 1BYTE 物理磁盘号 42H 1BYTE 0X29 43H 4BYTE 磁盘序列号 47 8BYTE 系统标志符 扩展的分区参数块 52BYTE 24H 启动指令块 422 BYTE 5AH 合法性标志

55AA

2 BYTE

1FEH 20H

4BYTE 磁盘总扇区数 52

8BYTE

系统标志符

NTFS 分区BOOTSECTOR 结构图[

启动指令块 426BYTE 54H 合法性标志

55AA

2 BYTE

1FEH 0BH 2BYTE 每扇区字节数 0DH 1BYTE 每簇扇区数 0EH 2BYTE 保留扇区数 10H 1BYTE 0 11H 4BYTE 0 15H 1BYTE 介质类型 16H 2BYTE 0

18H 2BYTE 每道扇区数 1AH 2BYTE 磁头数 1CH 2BYTE 隐藏扇区数 跳转指令

EB 52 90 3BYTE 0H 硬盘分区类型的文本字符名 NTFS 8BYTE 3H 分区参数块

25BYTE

0BH

扩展的分区参数块 52BYTE 24H 24H 4BYTE 0（未用） 28H 8BYTE 总扇区数 30H 8BYTE MFT 表起始簇号 38H 8BYTE MFT 镜像起始簇 40H 4BYTE 每个记录段簇数 44H 4BYTE 每个索引占簇数 20H

4BYTE 0（未用） 48H 8BYTE 磁盘序列号 50H

4BYTE

校验和

FAT16 FAT32逻辑分区组成结构

FAT16和FAT32的分区组成结构比较类似其基本如下：

BOOTSETCOR

保留扇区

FAT表1

FAT表2

根目录区

磁盘内容

FAT16 FAT32逻辑盘结构图

其中FAT16的根目录区是固定大小的紧跟在FAT表后，而FAT32的根目录区可以是不固定大小的在BOOTSECTOR中提供了根目录区的第一个簇的簇号。

每一个目录项占20个字节这些字节的定义如下

0-A文件名第一个字节为E5表示该目录项已被删除，为0表示未用，为2E表示是当前目录或者根目录。

B是文件属性BIT0文档BIT1只读文件BIT2系统文件BIT3隐藏文件BIT4目录BIT5卷标0X10-0X13 文件创建日期

0X14-0X15 文件或目录起始簇号高16位（对FAT16无效为00 00）。

0X16-0X19 文件更改日期

0X1A-0X1B 文件或目录起始簇号低16位。

0X1C-0X1F 文件大小（对目录该项为0）

整个磁盘空间是按簇划分，在BOOTSECTOR中记录了每个簇的大小参数。

FAT表是用来记录整个磁盘空间的使用与分配情况的它的结构是一种链式结构。

他每16个字节或者32个字节表示一个簇。例如我们在FAT16分区找到第121簇的使用情况过程如下：

假设该分区大小为2G，起始扇区为63，FAT表为255个扇区，根目录有0X100个入口，每簇大小为64个扇区，隐含扇区为1个。

该簇在FAT表中的位置为：

A=121*2=241;B=A%512;IF(B!=0);B=1;

C=63+1+A/512+B;

读取扇区C到缓冲区取第A%512/2个字即为该扇区的下一个扇区，如果为0表示该扇区未用，为FF FF表示该扇区为最后一个扇区。其他的表示有下一个扇区。

该簇的物理磁盘扇区号是63+1+255*2+0X100*20/512+(121-2)*64

读于一个FAT32分区，要找到121簇的使用情况

起始簇号为2，隐含扇区为32个。

该簇在FAT表中的位置为：

A=121*4=241;B=A%512;IF(B!=0);B=1;

C=20048+32+A/512+B;

读取扇区C到缓冲区取第A%512/4个双字即为该扇区的下一个扇区，如果为0表示该扇区未用，为FF FF FF FF表示该扇区为最后一个扇区。其他的表示有下一个扇区。

该簇的物理磁盘扇区号是20048+32+3997*2+(121-2)*8

经过上面的介绍我们就比较亲楚整个FAT16 FAT32分区的寻址方式

例如读取文件C:\WINDOWS\SYSTEM.INI

首先找到逻辑盘C的起始扇区，然后读出他的根目录区，在根目录区中找到WINDOWS子目录项，找到目录项中该子目录的起始簇，在FAT表中找到以该簇为起始簇的簇链，读出这些簇的所在的扇区内容然后找到文件名为SYTEM.INI的目录项，取得它的起始簇号，读出该簇为起始簇的簇链的所有扇区内容即可。

NTFS逻辑分区组成结构

NTFS分区的结构比FAT16和FAT32复杂。整个NTFS分区也是和FAT分区一样以簇为基本的的存储结构，但NTFS分区把整个分区的全部扇区都作为簇来划分，而FAT分区的BOOTSECTOR FAT表，根目录（FAT32除外），作为另外的部分它的起始簇是在这些扇区之后的。

NTFS分区的结构大概如下；

BOOTSETCOR

MFT表文件

磁盘空间

BOOTSECTOR记录了MFT表的起始簇号，通过BOOTSECTOR找到MFT的起始扇区，（方法是磁盘起始扇区+簇号*每簇扇区数）。

MFT表是由很多个MFT记录构成，每个MFT记录表示一个文件的信息，MFT表将整个文件系统的内容，都当成文件来处理包括它自己本身。MFT表记录将文件的所有信息都当成属性来处理。下面是MFT记录的头结构说明。

起始长度意义

0 4 MFT记录标志FILE

4 2 修复校验偏移（Offset to fixup usually 2C）

6 2 修复数据长度，包含第一个字节

8 8 LSN

起始 长度 意义

12 2 链节个数（有多少个文件名链节在这个实际文件上） 14 2 第一个属性的起始于该MFT 记录得哪一个字节

16 2

BIT0表示该记录中有属性值存于记录外，BIT1表示该记录中 存有文件目录

18 4 该记录的有效字节数（记录头+所有属性长度和） 1C 4 该记录的长度

20 8 高2字节主MFT 记录的记录号，低2字节0 28 2 所有属性加一

2A 6+ 修复数据依赖于记录长度

]

MFT 记录结构示意图

MFT 的记录由记录头和属性列表组成，每一个属性都有一个结构相同的属性头，属性头分两种，一种是属性内容在MFT 表中，一种是属性的内容在磁盘分配的簇中，属性头分两部分对于所有属性第一部分结构是相同的第二部分结构不同： 偏移（16进制） 长度（16进制） 内容的意义 0 4 属性类型

4 4 属性在MFT 中的总长度

8 1 属性数据是否存在MFT 表中，0表示是，1表示存在磁盘分配的空间 9 1 属性名长度

A 2 属性内容相对于属性头起始地址的偏移 C 2 属性值是否压缩0表示没压缩，1表示压缩 E 2

属性标志（通常为0） 10 4 属性值长度

14 2 属性值起始字节（相对于属性头起始地址） 16 2

属性在MFT 属性中是第几个属性（从0开始） 10 10H 属性内容所在簇计算的起始簇

20 2 属性数据起始字节（相对于属性头起始地址） 22 2 属性内容压缩方法（我不太清楚这个字的意义） 28 8 为属性数据的分配空间大小 30 8 属性数据的实际大小

38 8 初始化数据长度（对于压缩的数据） 40 8 压缩前的长度（对于压缩数据）

48 不定长

vcn lcn runlength 数据所在簇的位置（具体解释在后面）

MFT 记录头 属性1 属性2 属性3

属性头后紧跟的是属性内容NTFS的标准的属性包括以下几种。

10H标准信息属性Standard information

20H 属性列表属性Attribute list

30H文件名属性File Name

40H卷表版本属性V olume Version

50H安全性描述属性Security descriptor

60H卷表名属性V olume name

70H卷表信息属性V olume information

80H数据内容属性Data

90H索引根目录属性Index Root

A0H索引分配表属性Index Allocation

B0H镜像属性BitMap

C0H 链节属性Symlink

D0H HPFS扩展属性信息属性HPFS extended attributes information

E0H HPFS扩展属性HPFS extended attributes

对于NTFS标准属性我并不完全了解下面就我所了解的部分进行介绍

偏移（16进制）长度（16进制）内容的意义

0 8 文件创建时间

8 8 文件内容最后一次修改时间

10 8 文件别的属性最后一次修改时间

18 8 文件最后一次修改时间

20 4 文件存取控制800文件内容是压缩的，400文件是一个链接

20文档标志4系统文件标志，2隐含文件标志，1系统文件

标志

24 C 未用通常为0

属性列表属性内容定义

偏移（16进制）长度（16进制）内容的意义

0 4 属性名

4 2 属性长度

6 1 属性字符名长度

8 8 属性簇号计算起始簇号

10 8 包含该属性的MFT记录号

38 8 文件存取控制38

1A 长度为BIT6*2 属性名的UniCode

偏移（16进制）长度（16进制）内容的意义

0 8 该文件的根目录的MFT记录号

8 20 文件的时间信息（与基本信息中的相同）

28 8 属性分配空间

30 8 属性大小

38 8 文件属性38 20文档标志4系统文件标志，2隐含文件标志，1

系统文件标志39 08 压缩3b 10目录

40 1 文件名长度

41 1 文件名类型0 posix 1 unicode 2 dos 3both dos and unicode

42 长度为BIT40*2 文件名的UniCode

索引根目录属性定义

偏移（16进制）长度（16进制）内容的意义

0 4 总是30h

4 4 总是1

8 4 索引记录大小

C 4 每个簇可以记录的索引记录个数

10 4 总是10

14 4 整个属性大小+10h

1c 2 1如果有index allocation属性存在

1e 2 标志位（不知道意义）

索引分配表属性该属性分配索引空间以存放目录

如果一个属性内容无法在MFT表中放下，MFT表就会申请磁盘空间，存放在申请的空间中，属性定义中第48字节开始说明了该属性所在的磁盘簇号。下面是该字段的意义的英文说明以及简单的翻译：

Nonresident attributes are stored in intervals of clusters called runs. Each run is represented by its starting cluster and its length. The starting cluster of a run is coded as an offset to the starting cluster of the previous run. Length and starting cluster are variable size fields. The first byte of a run indicates the size of both. The size of the offset is stored in the high nibble, and the size of the length in the low nibble.

For compressed or sparse runs, the offset is 0, and the size of the offset is also 0. Each compression unit starts at a multiple of 16 clusters. If compression is possible, at the VCN of a unit will be one or more data runs followed by an empty run. If there are data runs for more than 16 clusters, the unit was not compressible.If there is no data run at all (only a large empty run), the unit consists of all zeroes.

Example: 21 20 ED 5 22 48 7 48 22 21 28 C8 DB

First run: 20 clusters starting from 5ED (5ED to 60D)

2nd run: 748 clusters starting from 5ED+2248 (2835 to 2F7D)

3rd run: 28 clusters starting from 2835+DBC8 (3FD to 425)

Note that the offset is interpreted as signed value

不存储于MFT表中的属性值被存储于分散的簇中称为RUN。每个RUNS由它的起始簇和长度构

用的字节数，跟着簇的个数数据，接着是起始簇号的数据。入果没有RUN存在着RUN的起始字节为0，RUNS是一个累加和，第二个RUN的起始簇号需要加上第一个RUN的起始簇号，以此类推。

NTFS分区的目录结构

NTFS分区的目录结构由文件名索引组成，它由索引根目录属性(Index Root) 索引分配表属性(Index Allocation) 索引根目录属性表明该MFT表记录是一个目录，

索引分配表属性给该目录分配磁盘空间以便存储索引记录（Index buffer）。

索引记录由索引记录头和多个索引记录项主组成，一个索引记录大小为2k。其结构如下：

索引记录头

索引记录项1

索引记录项2

索引记录项n

偏移（16进制）长度（16进制）内容的意义

0 4 索引记录标志总是INDX

4 2 自修复数据存储位置通常是28H

6 2 自修复数据长度

10 8 VCN值

18 2 头结构长度（第一个索引记录项入口字节地址-18）

1C 4 整个记录长度

20 4 整个记录存储数据的长度

24 4 1表示没有索引记录项

28 A 自修复数据

偏移（16进制）长度（16进制）内容的意义

0 8 该文件的MFT记录号

8 2 记录项长度

A 2 0x42+0x2*<0x50>(可能是一个校验位)

C 1 本记录项有没有子项（1表示有，为了支持dos文件名）

10 8 父目录的MFT表记录号

18 20 文件的时间信息

38 8 文件数据属性分配磁盘空间大小

50 1 文件名长度

51 1 文件名类型（详见文件名属性）

52 长度为BIT8*2 文件名（UNICODE)

索引记录项定义

文件是：

MFT记录0 $MFT文件即MFT表本身的信息

MFT记录1 $MFTMIRR文件MFT表的第一个记录内容的备份

MFT记录2 $LogFile文件缓冲区文件保证系统突然死机后，重起时用

MFT记录3 $V olume文件磁盘卷表文件

MFT记录4 $Attrdef文件属性定义文件，包含各种属性的定义

MFT记录5 . 文件根目录文件，分区目录结构的入口

MFT记录6 $BitMap 文件磁盘分配镜像文件，每个位表示一个簇是否被分配

MFT记录7 $Boot 文件指向磁盘bootsetor开始的16个扇区

MFT记录8 $BadClus文件磁盘坏簇的镜像文件

MFT记录9 $Secure 文件不太清楚该文件用途

MFT记录10 $UpCase文件大写字母对应的unicode码

MFT记录10-- MFT记录15 未用

最后介绍一下NTFS文件系统中一个文件例如：要读取文件F:\WINNT\SYSTEM32\ANSI .SYS 具体步骤如下：

1读取分区表信息，找到磁盘F的起始扇区。

2读取F盘的第一个扇区（分区的BOOTSETOR）取得分区的每簇大小，MFT表起始簇号，每簇大小等信息。

3．读取MFT表的第五个记录（根目录）找到目录索引所在簇号。

4．读取索引，查找WINNT目录所在的MFT记录号

5．读取WINNT目录的MFT记录，找到目录索引所在簇号。

6．读取索引，查找SYTEM32目录所在MFT记录号

7. 读取SYTEM32目录的MFT记录，找到目录索引所在簇号。

8. 读取索引，查找ANSI . SYS所在MFT记录号

9. 读取ANSI .SYS文件的MFT记录，找到它的DATA属性。

10．根据DA TA属性中指定的文件数据存放位置读取出ANSI .SYS文件的数据。