4.2 Организация работы с файлами

Язык ассемблера не содержит средств для работы с файлами. При возникновении такой необходимости программа должна включать в себя фрагменты кода, в которых производится обращение к средствам операционной системы (ОС), которые осуществляют взаимодействие с файловой системой. Согласно /1,2/, современному программисту часто приходится сталкиваться с необходимостью программирования под ОС MS DOS. Средства работы с файлами этой ОС в плане совместимости поддерживаются различными реализациями Windows. Можно выделить четыре аспекта работы с файлами из программ на ассемблере:

1) работа с системой файлового ввода-вывода MS DOS, использующей короткие имена;

2) работа с системой файлового ввода-вывода MS DOS, использующей длинные имена файлов (длиной до 255 символов);

3) работа с системой файлового ввода-вывода Win32;

4) использование файлов особого вида, поддерживаемых Win32.

В дальнейшем будут рассмотрены основные функции работы с файлами под управлением MS DOS, использующей короткие имена (до 8 символов). С одной стороны, использование этих функций не требует специальной подготовки и знаний работы под Win32, с другой – даёт достаточно полное представление об особенностях работы с файлами из программ на ассемблере.

4.2.1 Управление дисками и каталогами

В соответствии с /5/, поверхность диска разделена на ряд концентрических колец (дорожек), которые, в свою очередь, делятся радиально на сектора. Дисковые сектора определяются магнитной информацией, которую записывает утилита форматирования диска. Для всех типов дисков в MS DOS размер сектора равен 512 байт. Файл располагается на таком количестве секторов, которое необходимо для его полного размещения. Диск использует таблицу размещения файлов (File Allocation Table – FAT) для отведения дискового пространства файлам и хранения информации о свободных секторах. FAT хранит информацию о каждом кластере секторов на диске. Кластер – это группа стандартных секторов размером 512 байт. Каждая позиция в FAT соответствует определённой позиции кластера на диске. Обычно файл занимает несколько кластеров, и запись в каталоге файлов содержит номер стартового кластера, в котором находится начало файла. Просмотрев позицию FAT, соответствующую первому кластеру, MS DOS находит номер кластера, в котором хранится следующая порция файла и т.д. по цепочке.

Каждый диск имеет один корневой каталог, с которого начинается поиск всех каталогов. Корневой каталог может содержать элементы, указывающие на подкаталоги, которые, в свою очередь, могут содержать ссылки на другие подкаталоги. Корневой каталог всегда расположен в определённых секторах диска. Подкаталоги хранятся как обычные дисковые файлы и могут располагаться в любом месте диска. Каталоги имеют различные размеры в зависимости от размера диска и его разбиения на разделы. Как корневой каталог, так и подкаталоги используют 32 байта для хранения информации об одном файле. Описание структуры 32-байтового поля (дескриптора) файла представлено в таблице 4.1.

Точка между именем файла и его расширением не хранится. Все поля выровнены по левой границе, а пустые байты заполняются пробелами. Атрибут файла определяет, является ли он скрытым, защищённым от записи и т.п. Он также определяет специальные элементы каталога: подкаталоги, метка тома. Информация о времени и дате упакована, поэтому для чтения этих значений требуются битовые операции.

Таблица 4.1 – Описание структуры дескриптора файла

Номера байтов	Назначение байтов
0-7	Имя файла
8-10	Расширение файла
11	Атрибут файла
12-21	Зарезервировано
26-27	Начальный кластер
38-31	Размер файла

Начальный кластер указывает на позицию в таблице FAT. Поскольку файл обычно не целиком занимает последний отведённый ему кластер, то в поле «Размер файла» хранится точная длина файла в байтах.

Рассмотрим несколько функций для работы с дисками и каталогами.