FatFs源码剖析（1） 源文件, 开关, 网上

yuyang911220

http://www.openedv.com/posts/list/27427.htm

一、介绍：
本文以网上开源文件系统FatFs 0.01为研究对象，剖析FatFs文件系统的核心操作。FatFs目前最新版本已更新到0.10a版本，而我之所以选择0.01版本，是因为这是最早的发布版本，与最新的版本相比，去掉了很多高级应用，且代码量相对较小，宏开关也少了许多，易于阅读和理解，用来研究它的雏形再合适不过了，所以笔者选择0.01版本进行剖析。当大家了解了0.01的核心思想后，再回去看最新的版本，也就容易理解多了。
FatFs历史版本下载：http://elm-chan.org/fsw/ff/00index_e.html    在官网的最下面，能找到所有版本的下载链接。

二、重点：
1. FatFs中有两个重要的缓冲区：win[]和buffer。win[]在FATFS结构体中，buffer在FIL结构体中。
    win[]：系统缓冲区。当操作MBR，DBR，FAT表，根目录区时，使用该缓冲区；
    buffer：文件缓冲区。当对文件的内容进行操作时，如读、写、修改时，才使用该缓冲区。

2. 在对文件的f_read和f_write过程中（不考虑f_lseek的情况），只有需要读写的最后一个扇区（内容小于512字节）才会被暂存到buffer中，而前面的扇区内容是直接通过磁盘驱动disk_read/disk_write在用户缓冲区和物理磁盘之间进行交互的。

注意：FatFs 0.01与最新的版本还是不少差异的，如在0.01中，buffer只是个指针，需要用户自己定义文件缓冲区，并将buffer指向该缓冲区。而最新版本中，FIL已经有自己的buf[_MAX_SS]。在0.01中没有f_mount()函数，所以需要手动将全局指针FatFs指向自己定义的变量fs。具体的操作流程可参考官网上的示例代码。

三、关键函数总结：
1. f_open
f_open()
{
    1. 初始化SD卡，初始化FATFS对象；
    2. 查找文件的目录项；
    3. 填充文件结构体FIL。
}

2. f_read
f_read()
{
    1. 从物理磁盘直接读取所需扇区到用户缓冲区，这个过程中未使用buffer缓冲区；
    2. 如果最后一扇区要读取的字节数少于512，则先将最后一扇区读到buffer中，然后再从buffer拷贝需要的字节到用户缓冲区中。
}



3. f_write
f_write()
{
    1. 从用户缓冲区直接写入到物理磁盘，这个过程中未使用buffer缓冲区；
    2. 如果要写入的最后一扇区内容少于512字节，则先从物理磁盘读取最后一扇区的内容到buffer中，然后修改buffer中的相应内容，并设置回写标记，这样下次调用f_close/f_write时，就会将buffer回写到物理磁盘中。
}



4. f_close
关键是调用了f_sync函数。

5. f_sync
f_sync()
{
    1. 将buffer回写到物理磁盘中；
    2. 读取文件对应的目录项到win[]中，更新参数，并回写。
}




5. move_window
move_window专用于操作win[]系统缓冲区。

move_window(B);
调用前：
                     

执行中：


调用后：