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stm32+sdio+fatfs文件体系 源码剖析

一、概述1、目的在移植之前,先将源代码大概的阅读一遍,主要是了解文件系统的结构、各个函数的功能和接口、与移植相关的代码等等。2、准备…

一、概述

1、意图
在移植之前,先将源代码大约的阅览一遍,首要是了解文件体系的结构、各个函数的功用和接口、与移植

相关的代码等等。
2、准备工作
在官方网站下载了0.07c版别的源代码,运用记事本进行阅览。

二、源代码的结构
1、源代码组成
源代码压缩包解压后,共两个文件夹,doc是阐明,src里便是代码。src文件夹里共五个文件和一个文

件夹。文件夹是option,还有00readme.txt、diskio.c、diskio.h、ff.c、ff.h、integer.h。比照网上

的文章,版别现已不同了,现已没有所谓的tff.c和tff.h了,估量现在都选用条件编译处理这个问题了,

当然文件更少,或许编译选项或许越杂乱。

2、00readme.txt的阐明
Low level disk I/O module is not included in this archive because the FatFs
module is only a generic file system layer and not depend on any specific
storage device. You have to provide a low level disk I/O module that written
to control your storage device.首要是说不包含底层IO代码,这是个通用文件体系能够在各种介质

上运用。咱们移植时针对详细存储设备供给底层代码。
接下来做了版权声明-能够自在运用和传达。
然后对版别的变迁做了阐明。

3、源代码阅览次第
先读integer.h,了解所用的数据类型,然后是ff.h,了解文件体系所用的数据结构和各种函数声明,然

后是diskio.h,了解与介质相关的数据结构和操作函数。再把ff.c和diskio.c两个文件所完成的函数大致

扫描一遍。终究依据用户应用层程序调用函数的次第仔细阅览相关代码。

三、源代码阅览
1、integer.h头文件
这个文件首要是类型声明。以下是部分代码。
typedef int INT;
typedef unsigned int UINT;
typedef signed char CHAR;/* These types must be 8-bit integer */
都是用typedef做类型界说。移植时能够修正这部分代码,特别是某些界说与你地点工程的类型界说有冲

突的时分。

2、ff.h头文件
以下是部分代码的剖析
#include “integer.h” 运用integer.h的类型界说
#ifndef _FATFS
#define _FATFS 0x007C版别号007c,0.07c
#define _WORD_ACCESS 0//假如界说为1,则能够运用word拜访。
中心有一些看着阐明很简略弄清楚意思。这儿就不例举了。

#define _CODE_PAGE 936
/* The _CODE_PAGE specifies the OEM code page to be used on the target system.
/ 936 – Simplified Chinese GBK (DBCS, OEM, Windows)跟据这个我国应该是936.
翻开option文件夹看一下。翻开cc936.c文件,里边有一个很大的数组static const WCHAR uni2oem[] 。

依据英文阐明,这个数组用于unicode码和OEM码之间的彼此转化。
接下来又有两个函数ff_convert()和ff_wtoupper()详细履行码型转化和将字符转化为大写。

百度一下:看OEM码什么意思。
unicode是一种双字节字符编码,不管中文仍是英文,或许其他言语统一到2个字节。与现有的任何编码(

ASCII,GB等)都不兼容。WindowsNT(2000)的内核即运用该编码,一切数据进入内核前转化成UNICODE,退

出内核后在转化成版别相关的编码(一般称为OEM,在简体中文版下即为GB).(百度所得)
持续往下阅览。

#define _USE_LFN 1//这个估量是长文件名支撑了,曾经的0.06版别如同是不支撑。
#define _MAX_LFN 255//最长支撑255个双字节字符。

#define _FS_RPATH 0//是否文件相对途径选项。
/* When _FS_RPATH is set to 1, relative path feature is enabled and f_chdir,
/ f_chdrive function are available. //有些函数会受影响。
/ Note that output of the f_readdir fnction is affected by this option. */

#define _FS_REENTRANT 0//假如要支撑文件体系可重入,有必要参加几个函数。
#define _TIMEOUT 1000/* Timeout period in unit of time ticks of the OS */
#define _SYNC_t HANDLE/* Type of sync object used on the OS. e.g. HANDLE,

OS_EVENT*, ID and etc.. */
/* To make the FatFs module re-entrant, set _FS_REENTRANT to 1 and add user
/ provided synchronization handlers, ff_req_grant, ff_rel_grant, ff_del_syncobj
/ and ff_cre_syncobj function to the project. */

#elif _CODE_PAGE == 936 /* Simplified Chinese GBK */
#define _DF1S 0x81
#define _DF1E 0xFE
#define _DS1S 0x40
#define _DS1E 0x7E
#define _DS2S 0x80
#define _DS2E 0xFE
接下来很大一部分都是与言语相关的要素,略过。

/* Character code support macros */三个宏判别是否大写、小写、数字。
#define IsUpper(c) (((c)>=A)&&((c)<=Z))
#define IsLower(c) (((c)>=a)&&((c)<=z))
#define IsDigit(c) (((c)>=0)&&((c)<=9))

#if _DF1S /* DBCS configuration */双字节编码相关的设定,暂时不理睬它。

#if _MULTI_PARTITION /* Multiple partition configuration */

//该变量界说为1时,支撑一个磁盘的多个分区。

typedef struct _PARTITION {

BYTE pd; /* Physical drive# */

BYTE pt; /* Partition # (0-3) */

} PARTITION;

Extern const PARTITION Drives[];//假如支撑分区,则声明变量Drivers

#define LD2PD(drv) (Drives[drv].pd)/* 取得磁盘对应的物理磁盘

#define LD2PT(drv) (Drives[drv].pt)/*取得磁盘对应的分区

#else /* Single partition configuration */

#define LD2PD(drv) (drv) /* Physical drive# is equal to the logical drive# */

#define LD2PT(drv) 0 /* Always mounts the 1st partition */

#if _MAX_SS == 512//一般扇区长度取512字节。

#define SS(fs) 512U

#if _LFN_UNICODE && _USE_LFN

typedef WCHAR XCHAR; /* Unicode */ XCHAR是文件名的码型所用。

#else

typedef char XCHAR; /* SBCS, DBCS */

#endif

typedef struct _FATFS_ {

BYTE fs_type; /* FAT sub type */

BYTE drive; /*对应实践驱动号01— */

BYTE csize; /* 每个簇的扇区数目 */

先查一下簇的意义:应该是文件数据分配的根本单位。

BYTE n_fats; /* 文件分配表的数目 */

FAT文件体系顺次应该是:引导扇区、文件分配表两个、根目录区和数据区。

BYTE wflag; /* win[] dirty flag (1:must be written back) */

//文件是否改动的标志,为1时要回写。

WORD id; /* File system mount ID 文件体系加载ID*/

WORD n_rootdir; /* 根目录区目录项的数目 */

#if _FS_REENTRANT

_SYNC_t sobj; /* 答应重入,则界说同步目标 */

#endif

#if _MAX_SS != 512

WORD s_size; /* Sector size */

#endif

#if !_FS_READONLY //文件为可写

BYTE fsi_flag; /* fsinfo dirty flag (1:must be written back) */

//文件需求回写的标志

DWORD last_clust; /* Last allocated cluster */

DWORD free_clust; /* Number of free clusters */

DWORD fsi_sector; /* fsinfo sector */

#endif

#if _FS_RPATH

DWORD cdir; /* 运用相对途径,则要存储文件体系当时目录

#endif

DWORD sects_fat; /*文件分配表占用的扇区

DWORD max_clust; /* 最大簇数

DWORD fatbase; /*文件分配表开端扇区

DWORD dirbase; /* 假如是FAT32,根目录开端扇区需求首要得到。

DWORD database; /* 数据区开端扇区

DWORD winsect; /* Current sector appearing in the win[] */

//现在的扇区在win[]里边,这个win[]数组暂时还不知道意义。

BYTE win[_MAX_SS];/* Disk access window for Directory/FAT */

//这是一个win[512]数组,存储着一个扇区,如同作为扇区缓冲运用。

} FATFS;

typedef struct _DIR_ {

FATFS* fs;/* Pointer to the owner file system object */指向相应文件体系目标。

WORD id; /* 文件体系加载ID*/

WORD index; /* Current read/write index number */现在读写索引代码

DWORD sclust; /* Table start cluster (0:Static table) */文件数据区开端簇

DWORD clust; /* Current cluster */ 现在处理的簇

DWORD sect; /* Current sector */ 现在簇里对应的扇区

BYTE* dir; /* Pointer to the current SFN entry in the win[] */

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 */ 指向长文件名缓冲。

WORD lfn_idx; /* Last matched LFN index number (0xFFFF:No LFN) */

#endif

} DIR;

typedef struct _FIL_ {

FATFS* fs; /* Pointer to the owner file system object */

WORD id; /* Owner file system mount ID */

BYTE flag; /* File status flags */文件状况标志

BYTE csect; /* Sector address in the cluster */扇区偏移

DWORD fptr; /* File R/W pointer */ 读写指针

DWORD fsize; /* File size */

DWORD org_clust; /* File start cluster */文件开端簇

DWORD curr_clust; /* Current cluster */当时簇

DWORD dsect; /* Current data sector */文件当时扇区

#if !_FS_READONLY

DWORD dir_sect; /* Sector containing the directory entry */该文件目录项对应地点的扇区

BYTE* dir_ptr; /* Ponter to the directory entry in the window */

#endif

#if !_FS_TINY

BYTE buf[_MAX_SS];/* File R/W buffer */文件读写缓冲

#endif

} FIL;

/* File status structure */

typedef struct _FILINFO_ {

DWORD fsize; /* File size */

WORD fdate; /* Last modified date */

WORD ftime; /* Last modified time */

BYTE fattrib; /* Attribute */

char fname[13]; /* Short file name (8.3 format) */

#if _USE_LFN

XCHAR* lfname; /* Pointer to the LFN buffer */

int lfsize; /* Size of LFN buffer [chrs] */

#endif

} FILINFO; 这个结构首要描绘文件的状况信息,包含文件名13个字符(8+.+3+\0)、特点、修正时刻等。

接下来是函数的界说,先大约阅读一遍。

FRESULT f_mount (BYTE, FATFS*); //加载文件体系,BYTE参数是ID,后一个是文件体系界说。

FRESULT f_open (FIL*, const XCHAR*, BYTE);//翻开文件,第一个参数是文件信息结构,第二个参数是文件名,第三是文件翻开形式

FRESULT f_read (FIL*, void*, UINT, UINT*); //文件读取函数,参数1为文件目标(文件翻开函数中得到),参数2为文件读取缓冲区,参数3为读取的字节数,参数4意义不明晰,等读到源代码就清楚了。

FRESULT f_write (FIL*, const void*, UINT, UINT*);//写文件,参数跟读差不多

FRESULT f_lseek (FIL*, DWORD); //移动文件的读写指针,参数2应该是移动的数目。

FRESULT f_close (FIL*); /* Close an open file object */

FRESULT f_opendir (DIR*, const XCHAR*); 翻开目录,回来目录目标

FRESULT f_readdir (DIR*, FILINFO*); 读取目录,取得文件信息

FRESULT f_stat (const XCHAR*, FILINFO*); /* Get file status */

FRESULT f_getfree (const XCHAR*, DWORD*, FATFS**); /* Get number of free clusters on the drive */

FRESULT f_truncate (FIL*); /* Truncate file */

FRESULT f_sync (FIL*); /* Flush cached data of a writing file */将缓冲区数据写回文件

FRESULT f_unlink (const XCHAR*); 删去目录中的一个文件

FRESULT f_mkdir (const XCHAR*); /* Create a new directory */

FRESULT f_chmod (const XCHAR*, BYTE, BYTE); /* Change attriburte of the file/dir */

FRESULT f_utime (const XCHAR*, const FILINFO*); /* Change timestamp of the file/dir */

FRESULT f_rename (const XCHAR*, const XCHAR*); /* Rename/Move a file or directory */

FRESULT f_forward (FIL*, UINT(*)(const BYTE*,UINT), UINT, UINT*); /* Forward data to the stream */ 这个函数还要供给一个回调函数。

FRESULT f_mkfs (BYTE, BYTE, WORD); /* Create a file system on the drive */

FRESULT f_chdir (const XCHAR*); /* Change current directory */改动当时目录

FRESULT f_chdrive (BYTE); /* Change current drive */

应该说根本能理解这些函数用于干什么。

#if _USE_STRFUNC

int f_putc (int, FIL*); /* Put a character to the file */

int f_puts (const char*, FIL*); /* Put a string to the file */

int f_printf (FIL*, const char*, …); /* Put a formatted string to the file */

char* f_gets (char*, int, FIL*); /* Get a string from the file */

#define f_eof(fp) (((fp)->fptr == (fp)->fsize) ? 1 : 0)

#define f_error(fp) (((fp)->flag & FA__ERROR) ? 1 : 0)

#if _FS_REENTRANT //假如界说了重入,则需求完成以下四个函数

BOOL ff_cre_syncobj(BYTE, _SYNC_t*); 创立同步目标

BOOL ff_del_syncobj(_SYNC_t); 删去同步目标

BOOL ff_req_grant(_SYNC_t); 请求同步目标

void ff_rel_grant(_SYNC_t); 开释同步目标。

#endif

3、diskio.h文件

typedef BYTE DSTATUS;

typedef DRESULT; //首要界说了两个变量,各个函数都有用到。

BOOL assign_drives (int argc, char *argv[]); //这个函数不知道干吗

DSTATUS disk_initialize (BYTE); //磁盘初始化

DSTATUS disk_status (BYTE); //获取磁盘状况

DRESULT disk_read (BYTE, BYTE*, DWORD, BYTE);

#if _READONLY == 0

DRESULT disk_write (BYTE, const BYTE*, DWORD, BYTE);

#endif

DRESULT disk_ioctl (BYTE, BYTE, void*); //磁盘操控

接下来还有一些常数的界说,详细用届时在看。

4、diskio.c的结构

DSTATUS disk_initialize ( BYTE drv /* Physical drive nmuber (0..) */)

{

DSTATUS stat;

int result;

switch (drv) {

case ATA :

result = ATA_disk_initialize();

// translate the reslut code here

return stat;

case MMC :

result = MMC_disk_initialize();

// translate the reslut code here

return stat;

case USB :

result = USB_disk_initialize();

// translate the reslut code here

return stat;

}

return STA_NOINIT;

}

函数根本都像这样,drv表明磁盘的类型。没有完成,用户有必要完成这部分代码。

5、ff.c文件简略阅读

#include “ff.h” /* FatFs configurations and declarations */

#include “diskio.h” /* Declarations of low level disk I/O functions */

#define ENTER_FF(fs) { if (!lock_fs(fs)) return FR_TIMEOUT; } //获取文件体系同步目标,不成功回来超时,成功,持续履行。

#define LEAVE_FF(fs, res) { unlock_fs(fs, res); return res; } //开释文件体系同步目标。

Static FATFS *FatFs[_DRIVES]; //界说一个文件体系目标指针数组,当然一般咱们也就用到一个元素。

Static WORD LfnBuf[_MAX_LFN + 1]; //这个是与长文件名支撑相关的。

#define NAMEBUF(sp,lp) BYTE sp[12]; WCHAR *lp = LfnBuf

#define INITBUF(dj,sp,lp) dj.fn = sp; dj.lfn = lp

下面都是函数的界说,很多只在内部运用。

Static void mem_cpy (void* dst, const void* src, int cnt) {

char *d = (char*)dst;

const char *s = (const char *)src;

while (cnt–) *d++ = *s++;

} //接下来还界说了几个内存操作的函数,这个函数完成了从一块内存到另一块的仿制,下面还有mem_set()对一块内存进行清0或设置操作;mem_cmp()比较内存的多个字节是否相同,相同回来0;chk_chr()检测字符串中是否存在某个字符,存在则回来该字符。

FRESULT move_window (

FATFS *fs, /* File system object */

DWORD sector /* Sector number to make apperance in the fs->win[] */

)//简略阅览了一下源代码,应该是改动文件体系的当时工作扇区,假如想要操作的扇区便是当时扇区,什么事不做;假如不是,则将原扇区写回;假如是FAT表,还得写入备份区。

这个函数内部运用,外部无法引证。

FRESULT sync ( /* FR_OK: successful, FR_DISK_ERR: failed */

FATFS *fs /* File system object */

)//这个函数用于更新FAT32文件体系的FSI_Sector。什么意义还不太清楚。

DWORD get_fat ( /* 0xFFFFFFFF:Disk error, 1:Interal error, Else:Cluster status */

FATFS *fs, /* File system object */

DWORD clst /* Cluster# to get the link information */

)

if (move_window(fs, fsect + (clst / (SS(fs) / 4)))) break; 获取簇号码对应的FAT扇区

return LD_DWORD(&fs->win[((WORD)clst * 4) & (SS(fs) – 1)]) & 0x0FFFFFFF; //这个函数应该是获取簇的下一个衔接簇。

归纳起来,这个函数应该是获取下一簇,感觉这个函数名起得不太好。get_nextcluster感觉更好一点。

FRESULT put_fat (

FATFS *fs, /* File system object */

DWORD clst, /* Cluster# to be changed in range of 2 to fs->max_clust – 1 */

DWORD val /* New value to mark the cluster */

)//上个函数是获取衔接簇,这个是写入新的衔接信息。

FRESULT remove_chain (

FATFS *fs, /* File system object */

DWORD clst /* Cluster# to remove a chain from */

)//将下一簇号写为0,也便是该文件的簇到此为止,一起体系的自在簇添加1.

DWORD create_chain ( /* 0:No free cluster, 1:Internal error, 0xFFFFFFFF:Disk error, >=2:New cluster# */

FATFS *fs, /* File system object */

DWORD clst /* Cluster# to stretch. 0 means create a new chain. */

)//跟上一个相反,在该簇的方位写入新的下一簇簇号。

DWORD clust2sect ( /* !=0: Sector number, 0: Failed – invalid cluster# */

FATFS *fs, /* File system object */

DWORD clst /* Cluster# to be converted */

) //这个函数是将簇号转变为对应的扇区号。

clst * fs->csize + fs->database; //这个是算法

FRESULT dir_seek (

DIR *dj, /* Pointer to directory object */

WORD idx /* Directory index number */

)//这个函数的终究意图是依据索引号找到目录项地点簇、地点扇区、并是目录目标的目标指针指向文件体系目标窗口扇区的对应方位。

FRESULT dir_next ( /* FR_OK:Succeeded, FR_NO_FILE:End of table, FR_DENIED:EOT and could not streach */

DIR *dj, /* Pointer to directory object */

BOOL streach /* FALSE: Do not streach table, TRUE: Streach table if needed /

) //移动当时目录项,依据索引,源代码简略看了一下,效果还不是很明晰,先放过。

接下来有5个函数与长文件名有关,这儿先越过。

FRESULT dir_find (

DIR *dj /* Pointer to the directory object linked to the file name */

)//

FRESULT dir_read (

DIR *dj /* Pointer to the directory object that pointing the entry to be read */

)

FRESULT dir_register ( /* FR_OK:Successful, FR_DENIED:No free entry or too many SFN collision, FR_DISK_ERR:Disk error */

DIR *dj /* Target directory with object name to be created */

)

FRESULT dir_remove ( /* FR_OK: Successful, FR_DISK_ERR: A disk error */

DIR *dj /* Directory object pointing the entry to be removed */

)

//以上这些函数都是对目录项的操作函数。

FRESULT create_name (

DIR *dj, /* Pointer to the directory object */

const XCHAR **path /* Pointer to pointer to the segment in the path string */)

//这个函数太长了,详细用到的时分再说吧。

void get_fileinfo ( /* No return code */

DIR *dj, /* Pointer to the directory object */

FILINFO *fno /* Pointer to store the file information */)

该函数用于获取文件状况信息。首要是从文件的目录项中获取信息。

FRESULT follow_path ( /* FR_OK(0): successful, !=0: error code */

DIR *dj, /* Directory object to return last directory and found object */

const XCHAR *path /* Full-path string to find a file or directory */

)

该函数给定一个全途径,得到相应的目录目标。

BYTE check_fs ( /* 0:The FAT boot record, 1:Valid boot record but not an FAT, 2:Not a boot record, 3:Error */

FATFS *fs, /* File system object */

DWORD sect /* Sector# (lba) to check if it is an FAT boot record or not */)

该函数用于读取BOOT扇区,查看是否FAT文件体系。

FRESULT auto_mount ( /* FR_OK(0): successful, !=0: any error occured */

const XCHAR **path, /* Pointer to pointer to the path name (drive number) */

FATFS **rfs, /* Pointer to pointer to the found file system object */

BYTE chk_wp /* !=0: Check media write protection for write access */)

这个函数的功用不太理解。

FRESULT validate ( /* FR_OK(0): The object is valid, !=0: Invalid */

FATFS *fs, /* Pointer to the file system object */

WORD id /* Member id of the target object to be checked */

)//查看是否合法的文件体系。

FRESULT f_mount (

BYTE vol, /* Logical drive number to be mounted/unmounted */

FATFS *fs /* Pointer to new file system object (NULL for unmount)*/)

这是一个很重要的函数,装载文件体系。也是从这个函数开端,对外输出供用户调用。

if (vol >= _DRIVES)现在只支撑卷号0.

FatFs[vol] = fs;将参数文件体系目标指针赋给大局文件目标指针。

后边的函数首要是对文件和目录进行操作,这儿就不一一例举了。

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