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FATFS分析

FATFS分析

最近做的spi flash,本打算弄个文件系统,由于之前用过了JFFS、YAFFS和TrueFFS,代码量都相当的大,这次想找款代码量不那么吓人的,学习一下,听说配置会相对复杂一些。选来选去,最终选定了FatFS,代码量足够的小,最新的R0.09版本只有1个.c文件(当然,还有一个底层的要自己写,option文件夹里的无视),老点版本就更小了。而且更新很频繁,用户量也够大,就选定它了。尽管最后由于硬件和项目原因未能实际的移植它到vxWorks,但学过的还是要记录下。
    在这里http://elm-chan.org/fsw/ff/00index_e.html下载源码,只有800多K,小的可怜,还可以下载示例程序,有AVR、Win32、lpc等多平台已实现的方案。打开看src文件夹,一个option文件夹、00readme.txt、diskio.h、ff.c、ff.h、ffconf.h和interger.h。移植时需要修改的文件主要包括ffconf.h和interger.h,后者是在它的定义与目标平台上的有冲突,或者用的不习惯时修改的。
    在做具体修改之前,先大概阅读下FatFS的源代码,可以先读integer.h,了解所用的数据类型,然后是ff.h,了解文件系统所用的数据结构和各种函数声明,再就是diskio.h,了解与介质相关的数据结构和操作函数。ff.c这个文件相对较大,可以在最后将所实现的函数大致扫描一遍,之后根据用户应用层程序调用函数的次序仔细阅读相关代码。各个文件都可以直接用记事本打开查阅,非常方便。ff.h中的几个结构体十分重要,列举如下,首先是最基础的文件系统结构体:                                                                                                                       
  •                                                                 /* File system object structure (FATFS) */
  •                                                                 typedef struct {
  •                                                                         BYTE        fs_type;                /* FAT子类型,一般在mount时用,置0表示未挂载*/
  •                                                                         BYTE        drv;                        /* 物理驱动号,一般为0*/
  •                                                                         BYTE        csize;                        /* 每个簇的扇区数目(1,2,4...128) */
  •                                                                         BYTE        n_fats;                        /* 文件分配表的数目(1,2) */
  •                                                                         /*FAT文件系统依次为:引导扇区、两个文件分配表、根目录区和数据区*/
  •                                                                         BYTE        wflag;                        /* 标记文件是否被改动过,为1时要回写*/
  •                                                                         BYTE        fsi_flag;                /* 标记文件系统信息是否被改动过,为1时要回写*/
  •                                                                         WORD        id;                                /* 文件系统挂载ID */
  •                                                                         WORD        n_rootdir;                /* 根目录区入口(目录项)的个数(用于FAT12/16)*/
  •                                                                 #if _MAX_SS != 512
  •                                                                         WORD        ssize;                        /* 每扇区的字节数(用于扇区大于512Byte的flash) */
  •                                                                 #endif
  •                                                                 #if _FS_REENTRANT
  •                                                                         _SYNC_t        sobj;                        /* 允许重入,即定义同步对象,用在tiny中*/
  •                                                                 #endif
  •                                                                 #if !_FS_READONLY
  •                                                                         DWORD        last_clust;                /* 最后一个被分配的簇*/
  •                                                                         DWORD        free_clust;                /* 空闲簇的个数*/
  •                                                                         DWORD        fsi_sector;                /* 存放fsinfo的扇区(用于FAT32) */
  •                                                                 #endif
  •                                                                 #if _FS_RPATH
  •                                                                         DWORD        cdir;                        /* 允许相对路径时用,存储当前目录起始簇(0:root)*/
  •                                                                 #endif
  •                                                                         DWORD        n_fatent;                /* FAT入口数(簇的数目 + 2)*/
  •                                                                         DWORD        fsize;                        /* 每个FAT所占扇区*/
  •                                                                         DWORD        fatbase;                /* FAT起始扇区*/
  •                                                                         DWORD        dirbase;                /* 根目录起始扇区(FAT32:Cluster#) */
  •                                                                         DWORD        database;                /* 数据目录起始扇区*/
  •                                                                         DWORD        winsect;                /* 当前缓冲区中存储的扇区号*/
  •                                                                         BYTE        win[_MAX_SS];        /* 单个扇区缓存*/
  •                                                                 } FATFS;
                                       
复制代码                               
然后是与之相关的文件和文件夹结构体,附上具体注释:                                                                                                                       
  •                                                                 /* File object structure (FIL) */
  •                                                                 typedef struct {
  •                                                                         FATFS*        fs;                                /* 所在的fs指针*/
  •                                                                         WORD        id;                                /* 所在的fs挂载编号*/
  •                                                                         BYTE        flag;                        /* 文件状态*/
  •                                                                         BYTE        pad1;           /* 不知道含义,也未见程序使用*/
  •                                                                         DWORD        fptr;                        /* 文件读写指针*/
  •                                                                         DWORD        fsize;                        /* 大小*/
  •                                                                         DWORD        sclust;                        /* 文件起始簇(fsize=0时为0) */
  •                                                                         DWORD        clust;                        /* 当前簇*/
  •                                                                         DWORD        dsect;                        /* 当前数据扇区*/
  •                                                                 #if !_FS_READONLY
  •                                                                         DWORD        dir_sect;                /* 包含目录项的扇区 */
  •                                                                         BYTE*        dir_ptr;                /* Ponter to the directory entry in the window */
  •                                                                 #endif
  •                                                                 #if _USE_FASTSEEK
  •                                                                         DWORD*        cltbl;                        /*指向簇链接映射表的指针*/
  •                                                                 #endif
  •                                                                 #if _FS_SHARE
  •                                                                         UINT        lockid;                        /* File lock ID (index of file semaphore table) */
  •                                                                 #endif
  •                                                                 #if !_FS_TINY
  •                                                                         BYTE        buf[_MAX_SS];        /* File data read/write buffer */
  •                                                                 #endif
  •                                                                 } FIL;
                                       
复制代码                               
下面是目录的:                                                                                                                       
  •                                                                 /* Directory object structure (DIR) */
  •                                                                 typedef struct {
  •                                                                         FATFS*        fs;                                /* 同上*/
  •                                                                         WORD        id;
  •                                                                         WORD        index;                        /* 当前读写索引号 */
  •                                                                         DWORD        sclust;                        /* 文件数据区开始簇*/
  •                                                                         DWORD        clust;                        /* 当前簇*/
  •                                                                         DWORD        sect;                        /* 当前扇区*/
  •                                                                         BYTE*        dir;                        /* 扇区缓存中当前SFN入口指针,SFN含义未知,猜测和LFN类似,与文件名相关*/
  •                                                                         BYTE*        fn;                                /* Pointer to the SFN (in/out) {file[8],ext[3],status[1]} */
  •                                                                 #if _USE_LFN
  •                                                                         WCHAR*        lfn;                        /* Pointer to the LFN working buffer */
  •                                                                         WORD        lfn_idx;                /* Last matched LFN index number (0xFFFF:No LFN) */
  •                                                                 #endif
  •                                                                 } DIR;
继承事业,薪火相传
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