FAT

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文件分配表（FAT） - 文件系统最初用于MS-DOS（和之后的，NT内核之前的Windows）。目前，FAT （FAT32）的更新版本用于 USB 闪存盘。^[1] 它已经进入 Linux 系统，并在 Linux kernel 中得到官方支持。

尽管 FAT32 缺乏现代文件系统中固有的许多功能，但该文件系统仍然可以在现代计算机中找到，例如，当使用 EFI系统分区时。2006 年，Microsoft 开发了新版本的 FAT （exFAT），该版本不兼容以前的版本。有关更多信息，请参阅 exFAT 文章。

安装

内核

内核 启用 FAT 支持 (CONFIG_VFAT_FS)

File systems  --->
   DOS/FAT/NT Filesystems  --->
      < > MSDOS fs support
      <*> VFAT (Windows-95) fs support
      (437) Default codepage for FAT
      (iso8859-1) Default iocharset for FAT
      [ ]   Enable FAT UTF-8 option by default
   -*- Native language support  --->
      (iso8859-1) Default NLS Option
      <*>   Codepage 437 (United States, Canada)
      <*>   NLS ISO 8859-1  (Latin 1; Western European Languages)
      -*-   NLS UTF-8

Snippet

文件 /etc/kernel/config.d/esp-linux6-1-111.config

CONFIG_FAT_FS=y
CONFIG_MSDOS_FS=y
CONFIG_VFAT_FS=y
CONFIG_FAT_DEFAULT_CODEPAGE=437
CONFIG_FAT_DEFAULT_IOCHARSET="iso8859-1"

当计划使用 mount 挂载FAT 分区时，用户可能需要在 mount 中指定一个代码页（codepage=）选项。在上面的示例中，使用了美国和加拿大的代码页，但是可以启用其他代码页。另一个可选项是在内核配置中为 FAT 设置默认代码页。请确保要使用的每个代码页值都已在内核中启用。

附注
通过 mount 使用代码页（codepage）选项将覆盖内核中使用的设置。

避免将Default iocharset for fat（FAT的默认字符集）设置为UTF-8：这并不推荐。相反，请在挂载FAT分区时设置utf8=true（这要求内核选项CONFIG_NLS_UTF8启用）。有关更多信息，请参见 mount(8) 手册页或参见 /usr/src/linux/Documentation/filesystems/vfat.rst 中的相应内核文档。

Emerge

sys-fs/dosfstools包用于用户空间的FAT实用程序：

root #emerge --ask sys-fs/dosfstools

使用

格式化

创建一个FAT文件系统，使用mkfs.fat：

user $mkfs.fat

mkfs.fat 4.2 (2021-01-31)
No device specified.
Usage: mkfs.fat [OPTIONS] TARGET [BLOCKS]
Create FAT filesystem in TARGET, which can be a block device or file. Use only
up to BLOCKS 1024 byte blocks if specified. With the -C option, file TARGET will be
created with a size of 1024 bytes times BLOCKS, which must be specified.
 
Options:
  -a              Disable alignment of data structures
  -A              Toggle Atari variant of the filesystem
  -b SECTOR       Select SECTOR as location of the FAT32 backup boot sector
  -c              Check device for bad blocks before creating the filesystem
  -C              Create file TARGET then create filesystem in it
  -D NUMBER       Write BIOS drive number NUMBER to boot sector
  -f COUNT        Create COUNT file allocation tables
  -F SIZE         Select FAT size SIZE (12, 16 or 32)
  -g GEOM         Select disk geometry: heads/sectors_per_track
  -h NUMBER       Write hidden sectors NUMBER to boot sector
  -i VOLID        Set volume ID to VOLID (a 32 bit hexadecimal number)
  -I              Ignore and disable safety checks
  -l FILENAME     Read bad blocks list from FILENAME
  -m FILENAME     Replace default error message in boot block with contents of FILENAME
  -M TYPE         Set media type in boot sector to TYPE
  --mbr[=y|n|a]   Fill (fake) MBR table with one partition which spans whole disk
  -n LABEL        Set volume name to LABEL (up to 11 characters long)
  --codepage=N    use DOS codepage N to encode label (default: 850)
  -r COUNT        Make room for at least COUNT entries in the root directory
  -R COUNT        Set minimal number of reserved sectors to COUNT
  -s COUNT        Set number of sectors per cluster to COUNT
  -S SIZE         Select a sector size of SIZE (a power of two, at least 512)
  -v              Verbose execution
  --variant=TYPE  Select variant TYPE of filesystem (standard or Atari)
  --invariant     Use constants for randomly generated or time based values
  --offset=SECTOR Write the filesystem at a specific sector into the device file.
  --help          Show this help message and exit

使用 FAT32 文件系统格式化 /dev/sdx9 分区，标签为 “ESP”，并显示详细输出：

root #mkfs.fat -v -F 32 -n "ESP" /dev/sdx9

应该可以使用 mount命令挂载FAT文件系统。可以使用 sys-fs/fatresize 调整大小。

区分大小写

在原始 FAT 文件系统中，只能使用短文件名（8.3 或 SFN），并且它们仅以全部大写形式存储。使用原始 FAT 文件系统的系统不区分大小写（如 MS-DOS）。作为 FAT 的扩展，VFAT 不仅允许使用长文件名（LFN），还允许在文件名中使用小写字母。VFAT 保留大小写，但出于兼容性原因，现有操作系统（例如 Microsoft Windows 95 和 Windows NT）仍然将文件名视为不区分大小写。另一方面，Unix 传统上严格区分大小写。

在 Linux 中，vfat 默认将名称视为不区分大小写（挂载选项check=r意为宽松）。然而，VFAT 也可以通过严格大小写检查来挂载，使用挂载选项check=s，但这可能会导致问题。

手动挂载选项

警告
使用默认选项以外的任何选项都可能会导致问题！已经警告过你了！详情请参见 Problem cases 章节。

对于目录和文件的短名称（8.3，即“短文件名”或 SFN），可以使用挂载选项 shortname 更改名称在文件系统中的存储方式和显示方式，从 Linux 内核 2.6.32（2009 年 12 月）开始，该选项默认为 mixed。^[2]

文件系统	挂载选项	显示短文件名	短文件名示例	储存长文件名	长文件名示例
FAT12 FAT16 FAT32 VFAT			`FILENAME.EXT`		–
	`shortname=lower`	始终强制小写	`filename.ext`	当短名称不全为大写时	–
	`shortname=win95`	大写	`FILENAME.EXT`	当短名称不全为大写时	–
	`shortname=winnt`	原样显示	`FILENAME.EXT`	当短名称不全小写或全大写时	–
	`shortname=mixed`	原样显示	`FILENAME.EXT`	当短名称不全为大写时	–
VFAT			`FILENA~1.EXT`		`FileName.Ext`
	`shortname=lower`	始终强制小写	–	当短名称不全为大写时	`FileName.Ext`
	`shortname=win95`	大写	–	当短名称不全为大写时	`FileName.Ext`
	`shortname=winnt`	原样显示	–	当短名称不全小写或全大写时	`FileName.Ext`
	`shortname=mixed`	原样显示	–	当短名称不全为大写时	`FileName.Ext`
VFAT			`LONGNA~1.EXT`		`long name.ext`
	`shortname=lower`	始终强制小写	–	当短名称不全为大写时	`long name.ext`
	`shortname=win95`	大写	–	当短名称不全为大写时	`long name.ext`
	`shortname=winnt`	原样显示	–	当短名称不全小写或全大写时	`long name.ext`
	`shortname=mixed`	原样显示	–	当短名称不全为大写时	`long name.ext`

特殊情况是全小写的短文件名，例如 filename.ext。如果它是使用 shortname=winnt 创建的，则不会创建 LFN VFAT 条目。

文件系统	挂载选项	存储长文件名	长文件名示例	显示短文件名	短文件名示例
VFAT			`filename.ext`	→	`FILENAME.EXT`
	`shortname=winnt`	当短名称不是全部小写或全部大写时	–	原样显示（短文件名）	`FILENAME.EXT`
	`shortname=lower`	–	–	始终强制小写	`filename.ext`
	`shortname=win95`	–	–	大写	`FILENAME.EXT`
	`shortname=mixed`	–	–	原样显示	`FILENAME.EXT`

但是，如果文件是用 shortname=lower|win95|mixed 创建的，则会有一个 VFAT 条目（LFN）和一个短文件名，例如 FILENA~2.EXT 。只要有 LFN，VFAT 就会显示 LFN，而不是 SFN。这一点尤其棘手，因为 LFN 条目可能看起来像 8.3 SFN，如示例 filename.ext 中的情况。

文件系统	挂载选项	长文件名示例	显示短文件名	短文件名示例
VFAT		`filename.ext`		`FILENA~2.EXT`
	`shortname=lower`	`filename.ext`	小写	–
	`shortname=win95`	`filename.ext`	大写	–
	`shortname=winnt`	`filename.ext`	原样显示	–
	`shortname=mixed`	`filename.ext`	原样显示	~

问题案例

使用默认设置，现有文件系统将 “正常工作”。^[3]首先，VFAT 目前默认为宽松的大小写检查（挂载选项 check=r）。这意味着挂载点下的目录和文件的名称将始终有效，只要它们在大写和小写拼写的任何可能组合中匹配，例如 filename.ext 即使在例如 FILENAME.EXT 或 FileName.Ext 存在时也会被找到，因为差异仅在大小写上。

其次，并非全部大写的短名称（8.3、SFN）将获得一个额外的长文件名条目以正确存储大小写，即进行 VFAT 大小写保留（挂载选项 shortname=mixed）。

重要
在使用UEFI的平台上，这对于兼容EFI系统分区（ESP）上的现有目录和文件尤为重要，这对于启动配置至关重要。使用 FAT 和 VFAT 的系统传统上不区分大小写，因此现有目录和文件名在使用大小写字母时会略有不同。在 vfat 的默认设置下，Linux 适应了这一习惯，并将整个挂载点也视为不区分大小写，即 /efi/EFI/boot/bootx64.efi （假设 ESP 挂载在 FAT 下）。（假定 ESP 挂载在 /efi 下），其他 EFI 引导加载器路径将始终按预期运行。

如果只安装了 Linux 系统，且所有文件引用完全相同，那么在严格的大小写检查（挂载选项 check=s）下，一切正常。不过，由于 VFAT 文件系统在某些情况下（并非所有情况下）存储两个文件名，一个短文件名（8.3，SFN）和一个长文件名（LFN），因此有关这些名称管理的约定可能会导致额外的问题。一个明显的例子是使用 shortname=winnt 将全小写的短文件名转换为全大写的标准 FAT 文件名，而跳过创建对应的 LFN。例如，文件名 bootx64.efi 将只存储为传统 8.3 短文件名 (SFN) BOOTX64.EFI。此外，shortname=winnt 将按原样显示短文件名，因此最初写入的 bootx64.efi 并不存在，再加上严格的大小写检查，这将在 Linux 下造成很大问题。

故障排除

文件传输速度低

如果文件传输速度较慢（可以使用 iotop），请确保文件系统是使用 async 选项挂载的。根据需要编辑 /etc/fstab（或使用 autofs 时编辑 /etc/autofs/auto.misc）系统文件，删除sync挂载选项。默认情况下，文件系统使用 async 挂载选项挂载。

附注
sync挂载选项比默认async挂载选项的速度慢。sync挂载选项也可能导致闪存介质的寿命缩短！参见man mount选项sync的解释。

如果文件传输速度仍然很慢，请尝试使用flush挂载选项重新挂载文件系统：

root #mount -o remount,flush /path/to/mountpoint

替代操作系统兼容的文件系统

使用 UDFTools 尝试 UDF 文件系统，需要 sys-fs/udftools 和 Linux 内核 UDF 文件系统驱动程序。最近，mkudffs 中添加了代码，用于修复创建模拟分区，从而提高与 Microsoft 相关操作系统的兼容性。如果使用较旧的 Linux 内核，请确保将块大小设置为 512 以提高兼容性。为了兼容性，大多数选项现在都是默认选项，但创建模拟分区所需的 --bootarea=mbr 除外。

root #mkudffs --bootarea=mbr --label=你的标签 /dev/设备文件

请尝试三星的F2FS文件系统。（译注：该文件系统在Windows上不可访问，谨慎行事。）

UTF-8/UTF-16 字符硬件错误

有时，嵌入式设备（如车载收音机）在读取包含 UTF-8 字符的所需格式化 FAT/FAT32 文件系统时会出现硬件固件错误。解决方法是确保最初使用（当前默认）挂载选项codepage=437,iocharset=iso8859-1,shortname=mixed,error=remount-ro挂载 FAT 文件系统。

对于短文件名，codepage=437是 IBM-PC 字符或基本 ASCII。对于长文件名，iocharset=iso8859-1指定 ASCII。选项 shortname=mixed 是默认值，也可以尝试 shortname=win95 选项。这些都是当前的默认值。此外，为进一步解决 UTF-8/UTF-16 字符不兼容的问题，可使用 sed 循环将所有不兼容的 UTF-8/UTF-16 字符替换为下划线或其他 ASCII 字符。（参见 replace_chars.sh脚本）。

作为参考，索尼汽车收音机曾遇到过此错误。MEX-GS610BT 型收音机在尝试读取包含 UTF-8/UTF-16 字符的 USB 闪存媒体/驱动器时会出现硬重置。

如前所述，请参阅 Linux 内核 vfat 源代码文档 /usr/src/linux/Documentation/filesystems/vfat.txt，了解有关使用 codepage、iocharset 或 utf8 挂载选项的进一步解释。

未排序的文件和文件夹

向 FAT/FAT32 文件系统写入文件时，用于读取文件系统的设备可能会将文件和文件夹显示为未排序。通常，查看器更喜欢看到按字母顺序排序的文件和文件夹。安装 sys-fs/fatsort 并执行以下命令：

root #fatsort /dev/设备文件

另请参阅

ExFAT — 一个微软创建的、为闪存介质优化的文件系统
ext4 — 一个开源的磁盘文件系统并且是扩展系列文件系统的最新版本。
btrfs — 一个写入时复制(CoW) 的 Linux 文件系统，旨在实现高级功能的同时专注于容错、修复和易于管理等功能。
removable media — any media that is easily removed from a system.
/etc/fstab — 定义主要的文件系统在哪里以及如何挂载它们（特别是在启动时）的配置文件。

外部资源

/usr/src/linux/Documentation/filesystems/vfat.txt - Documentation on the VFAT filesystem included with the Linux kernel sources.
FAT filesystem and Linux - from Wikipedia

参照

[1] ttps://en.wikipedia.org/wiki/File_Allocation_Table

[2] FreeDesktop.org Bug 24129: please mount vfat disks with shortname=mixed

[3] ttps://www.kernel.org/doc/html/v6.0/filesystems/vfat.html

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