Windows затримує запис таблиці FAT на невеликому USB-накопичувачі, незважаючи на "Швидке видалення"

Я бачу затримку запису в FAT на невеликій ємності FAT (FAT12) -форматоване флеш-накопичувач USB, хоча політика для диска встановлена ​​на "Швидке видалення". (Я вважаю, це означає, що SurpriseRemovalOKпрапор встановлений). Я захопив команди SCSI, що надсилаються на накопичувач через USB: запис усікання файлів відбувається негайно, весь файл (2 512-байтних секторів) записується одразу після цього, але тоді перед затримкою FAT затримка 20-90 секунд оновлюється для відображення запису файлу.

Розмір накопичувача є значним. Я протестував і бачу проблеми у файлових системах FAT розміром 15 Мб і менше. З 16 Мб і вище, записи не затримуються. 16 Мб - це точка розриву, яку я бачу між використанням FAT12 та FAT16, коли я форматую диск у Windows. (Примітка додана пізніше: Але точка розриву FAT12 / FAT16 залежить від кількості кластерів, а не від абсолютного розміру файлової системи).

У розмірі 16 Мб і більше Windows надсилає Prevent/Allow Medium Removalкоманди SCSI перед записом із проханням не знімати пристрій. USB-накопичувач насправді повертає збій у цих запитах (оскільки він не може гарантувати видалення), але Windows все одно намагається. На 15 Мб і менших слідах не відображаються Prevent/Allow Medium Removalкоманди.

(Я виявив цю проблему під час використання плати мікроконтролера, яка підтримує крихітну файлову систему FAT, що містить код Python. Коли мікроконтролер виявить запис у файловій системі, він трохи чекає завершення запису, а потім автоматично перезавантажує і запускає щойно написаний код Python . Але мікроконтролер бачив пошкоджений код або пошкоджену файлову систему через затримку запису.)

Чому запис у FAT затримується так довго, незважаючи на встановлення "Швидкого видалення"? Я можу змусити записати, виконавши "Витягнення" на диску, але це перешкоджає обіцянню "Швидке видалення". Якщо я витягнув диск, він мав би неправильну таблицю FAT. Це заперечує твердження на знімку екрана нижче про те, що не потрібно використовувати "Безпечне видалення обладнання". Це помилка чи я щось пропускаю? Чи є якийсь спосіб змусити всі записи статися негайно без посібника "Витягнення"?

Ось підрізаний витяг із сліду Wireshark / USBPcap, що показує проблему. Я обрізаю наявний файл, а потім записую нову його копію. Я додав коментарі до ###. Більшість записів на USB-накопичувач проходять близько 5 секунд у сліді, але остаточне записування FAT відбувається не раніше 26 секунд.

No.    Time  Source       Destination  Protocol  Length  Info
    ### write directory entry to truncate file
13 5.225586    host         1.2.2        USBMS    58     SCSI: Write(10) LUN: 0x00 (LBA: 0x00000041, Len: 8)
14 5.225838    host         1.2.2        USB      4123   URB_BULK out
    ### write FAT entries to truncate file
16 5.230488    host         1.2.2        USBMS    58     SCSI: Write(10) LUN: 0x00 (LBA: 0x0000003b, Len: 1)
17 5.230707    host         1.2.2        USB      539    URB_BULK out
19 5.235110    host         1.2.2        USBMS    58     SCSI: Write(10) LUN: 0x00 (LBA: 0x0000003e, Len: 1)
20 5.235329    host         1.2.2        USB      539    URB_BULK out
    ### write directory entry for 
22 5.252672    host         1.2.2        USBMS    58     SCSI: Write(10) LUN: 0x00 (LBA: 0x00000041, Len: 8)
23 5.252825    host         1.2.2        USB      4123   URB_BULK out
    ### write out file data (2 sectors of 512 bytes)
25 5.257416    host         1.2.2        USBMS    58     SCSI: Write(10) LUN: 0x00 (LBA: 0x000000c1, Len: 2)
26 5.257572    host         1.2.2        USB      1051   URB_BULK out
    ### 20 second delay
    ### finally, write FAT entries to indicate used sectors
79 26.559964      host      1.2.2        USBMS    58     SCSI: Write(10) LUN: 0x00 (LBA: 0x0000003b, Len: 1)
80 26.560191      host      1.2.2        USB      539    URB_BULK out
82 26.560834      host      1.2.2        USBMS    58     SCSI: Write(10) LUN: 0x00 (LBA: 0x0000003e, Len: 1)
83 26.560936      host      1.2.2        USB      539    URB_BULK out

Я створив такі сліди за допомогою звичайної флешки, а також за допомогою плати мікроконтролера, яка імітує крихітний USB-накопичувач MSC як для Windows 7, так і для Windows 10.

Щоб було зрозуміло, це диск із форматом FAT12, що називається "FAT" в інструменті форматування Windows.

Можливо, я знайшов фактичний код драйвера Windows, який викликає проблему.

MS буває включати драйвер файлової системи FAT в пакет зразкового коду драйвера. У цьому драйвері є кілька місць, де, якщо файлова система FAT12, драйвер не буде намагатися робити щось на кшталт встановлення брудного біта (можливо, для FAT12 такого немає) або промивати дані FAT.

https://github.com/Microsoft/Windows-driver-samples/blob/master/filesys/fastfat/verfysup.c#L774 https://github.com/Microsoft/Windows-driver-samples/blob/master/filesys /fastfat/cachesup.c#L1212 і, можливо, найбільш критично: https://github.com/Microsoft/Windows-driver-samples/blob/master/filesys/fastfat/cleanup.c#L1101

В останньому посиланні, cleanup.cFAT не розмивається, якщо файлова система FAT12. Я думаю, що це може викликати саме таку поведінку, яку я бачу:

    //
    //  If that worked ok,  then see if we should flush the FAT as well.
    //

    if (NT_SUCCESS(Status) && Fcb && !FatIsFat12( Vcb) && 
        FlagOn( Fcb->FcbState, FCB_STATE_FLUSH_FAT)) {

        Status = FatFlushFat( IrpContext, Vcb);

Повідомлено Microsoft у Центрі зворотного зв’язку Windows за адресою https://aka.ms/btvdog (спеціальна URL-адреса, яка відкриється у Центрі зворотного зв’язку).