FATtools

FAT工具

使用pip install FATtools （更简单）从 PyPI 安装或从此处下载源代码（或已发布的软件包）。

它的诞生是为了重新排序 FAT32 根表中的目录条目，以应对某些硬件 MP3 播放器的限制，现在在 Python 3（32 位和 64 位）中为 FAT12/16/32 和 exFAT 提供完整的读/写支持文件系统，用于黑客攻击和恢复目的。

而且：

• 它能够打开使用 MBR 或 GPT 分区的磁盘并帮助分区（包括通用 MBR 启动代码）
• 它可以透明地创建、读取和写入动态和差异 VHD、VHDX[1]、VDI 和 VMDK 磁盘映像
• 它可以在不同的虚拟格式和克隆磁盘之间转换磁盘映像
• 它还可以处理 RAW 磁盘映像和 BytesIO“RamDisk”映像。
• 支持4K扇区
• 它可以处理 FAT 格式的大型簇（128K、256K）[2]
• 它能够合并不同的 VHD

实现了以下功能（主要是在 Python 中，通过一些 ctypes 调用来本地处理 Win32 磁盘；不定期测试与 Linux 的兼容性）：

• 与文件映像和真实磁盘进行扇区对齐读/写
• 基于扇区的缓存机制（用于读取和写入）可加速 FAT 和目录表操作
• 空闲簇、空闲目录槽、分配的簇链的游程长度编码映射（带有元组和字典）
• 使用 FS 引导扇区自动识别器透明读写 FAT12/16/32 和 exFAT 文件系统
• MBR 和 GPT 分区处理
• 长文件名和 Unicode 支持
• 用于打开、创建、重命名、列出和删除文件和目录以及对磁盘进行分区的工具
• 排序、清理和收缩目录表以及擦除（零）可用空间的设施
• 文件碎片计算器
• mkfat 工具，用于正确（分区和）将 FAT12/16/32 或 exFAT 文件系统应用到块设备（文件或磁盘），并让 CHKDSK 满意（包括 exFAT 压缩的 Up-Case 表生成器）

显然，由于文件系统是一个极其复杂和微妙的问题，并且可能存在大错误，因此您将完全自行承担使用它的风险！但现在看起来相当稳定且可用。

最脆弱的区域（因此容易出现错误）是缓存机制，它以不同的方式运行：

• 拦截小型 I/O（<= 512 字节），该 I/O 缓存在小型循环缓冲区中。更大的 I/O 会绕过缓存；当高速缓存已满时，所有脏扇区都将提交到磁盘，并且高速缓存缓冲区将被清零。扇区和缓冲区与 Python 内置字典配对：这允许在 FAT 和目录表访问期间实现良好的（从 Pythonic 角度来看）I/O 速度；
• 维护预解码FAT索引的字典，以提高重复访问簇链的速度；
• 为每个目录表维护一个短名称和长名称的字典（与其各自的目录槽配对），以加快目录表中的搜索和更新；
• 维护空闲簇、空闲目录槽和已分配簇链的 RLE 映射，以显着提高分配和文件访问的速度。

实际上，I/O 速度更接近系统的速度。

代码是 GPL 的（查看 GPL.TXT）。

[1] VHDX 日志支持实际上仅限于重放功能。

[2] 实际上，可以说，可以使用 GPT 对具有 4K 扇区的 8 TB VHDX 进行分区，并使用 FAT32 进行格式化，并在 Windows 11 下愉快地使用它。但是，Windows 11 CHKDSK 报告不超过 4 TB字节（虽然它正确计算簇） ）。此外，FORMAT 本身无法将这种合法的 FAT32 格式应用于 8 TB 磁盘。

一目了然

该软件包安装了一个fattools脚本，您可以使用它来执行简单的命令行操作。

• 创建具有单个 GPT 分区的动态 8TB VHDX 磁盘映像并使用 exFAT 对其进行格式化：

 fattools mkvdisk -s 8T --large-sectors image.vhdx
fattools mkfat -t exfat -p gpt image.vhdx

• 创建差异 VDI 磁盘映像：

 fattools mkvdisk -b image.vdi delta.vdi

• 擦除 (ex)FAT 格式磁盘中的可用空间，将所有可用簇清零：

 fattools wipe image.vhd

• 将 RAW 磁盘映像转换为动态 VHD（因此隐式虚拟化归零数据块）：

 fattools imgclone image.raw image.vhd

请注意，如果出现以下情况，生成的图像大小可能会减小： 1) 卷已进行碎片整理； 2）目录表被清理和收缩； 3) 可用空间之前已被擦除（清零）。

• 将物理驱动器 (Windows) 捕获到动态 VHD：

 fattools imgclone \.PhysicalDrive2 image.vhd

• 列出磁盘映像中的内容、将项目复制到其中或从中复制、显示和删除它们：

 fattools ls image1.vhd/py* image2.vdi/py*
fattools cp C:Python39Libsite-packages image.vhd/Python39/Lib
fattools cp image.vhd/Python39 C:ProgramData
fattools cat image.vhd/readme.txt
fattools rm image.vhd/Python39

• 打开现有的普通或 VHD 磁盘映像或真实磁盘：

 # -*- coding: cp1252 -*-
from FATtools.Volume import *
disk = vopen('MyDiskImage.img', 'r+b', 'disk')

• 从所有磁盘空间创建单个 GPT 分区：

 from FATtools import partutils
gpt = partutils.partition(disk)

• 使用 exFAT 文件系统格式化此类分区：

 from FATtools import mkfat, Volume
part = Volume.vopen('MyDiskImage.img', 'r+b', 'partition0')
mkfat.exfat_mkfs(part, part.size)

• 通过 GUI 和拖动支持轻松订购目录表内的项目：

 fattools reordergui

• 订购 USB 驱动器 X 中的根目录表（脚本）：

 # -*- coding: cp1252 -*-
from FATtools.Volume import *

# Assuming we have DirA, DirB, DirC in this disk order into X:
root = vopen('X:', 'r+b')

new_order = '''DirB
DirC
DirA'''

root._sortby.fix = new_order.split('n') # uses built-in directory sort algorithm
root.sort(root._sortby) # user-defined order, in _sortby.fix list
root.sort() # default ordering (alphabetical)

• 从同一脚本使用 Python 和 FATtools 进行混合访问：

 # -*- coding: cp1252 -*-
from FATtools.Volume import vopen, vclose
from FATtools.mkfat import exfat_mkfs
from os.path import join
import os

real_fat_fs = 'F:' # replace with mount point of your file system

# Open and format with FATtools
fs = vopen(real_fat_fs, 'r+b',what='disk')
exfat_mkfs(fs, fs.size)
vclose(fs)

# Write some files with Python and list them
T = ('c','a','b','d')
for t in T:
   open(join(real_fat_fs, t+'.txt'), 'w').write('This is a sample "%s.txt" file.'%t)

print(os.listdir(real_fat_fs+'/'))

# Open again, and sort root with FATtools
fs = vopen(real_fat_fs, 'r+b')
fs.sort()
vclose(fs)

# Check new table order with Python
print(os.listdir(real_fat_fs+'/'))

• （几乎）与上面相同：

 # -*- coding: cp1252 -*-
from FATtools.Volume import vopen, vclose
from FATtools.mkfat import exfat_mkfs
from FATtools.partutils import partition

# Open & create GPT partition
o = vopen('\\.\PhysicalDrive1', 'r+b',what='disk')
print('Partitioning...')
partition(o, 'mbr')
vclose(o)

# Reopen and format with EXFAT
o = vopen('\\.\PhysicalDrive1', 'r+b',what='partition0')
print('Formatting...')
exfat_mkfs(o, o.size)
vclose(o) # auto-close partition AND disk

# Reopen FS and write
print('Writing...')
o = vopen('\\.\PhysicalDrive1', 'r+b')

# Write some files with FATtools and sort them
T = ('c','a','b','d')
for t in T:
   f = o.create(t+'.txt')
   f.write(b'This is a sample "%s.txt" file.'%bytes(t,'ascii'))
   f.close()
o.sort()
vclose(o)

请查看“samples”目录以获取更多使用示例。