21.1 文件系統(tǒng)概述

21.1.1 簡介

FATFS是一個(gè)完全免費(fèi)開源的FAT文件系統(tǒng)模塊，專門為小型的嵌入式系統(tǒng)而設(shè)計(jì)。它完全用標(biāo)準(zhǔn)C語言編寫，所以具有良好的硬件平臺獨(dú)立性，甚至可以移植到8位的單片機(jī)上而只需做簡單的修改。它支持FAT12、FAT16和FAT32，支持多個(gè)存儲媒介；有獨(dú)立的緩沖區(qū)，可以對多個(gè)文件進(jìn)行讀/寫，并特別對8位單片機(jī)和16位單片機(jī)做了優(yōu)化。

FATFS的特點(diǎn)有：

（1）Windows兼容的FAT文件系統(tǒng)（支持FAT12/FAT16/FAT32）

（2）與平臺無關(guān)，移植簡單

（3）代碼量少、效率高

（4）多種配置選項(xiàng)

（5）支持多卷（物理驅(qū)動器或分區(qū)，最多10個(gè)卷）

（6）多個(gè)ANSI/OEM代碼頁包括DBCS

（7）支持長文件名、ANSI/OEM或Unicode

（8）支持RTOS

（9）支持多種扇區(qū)大小

（10）只讀、最小化的API和I/O緩沖區(qū)等

FATFS的這些特點(diǎn)，加上免費(fèi)、開源的原則，使得FATFS應(yīng)用非常廣泛。FATFS模塊的層次結(jié)構(gòu)如下圖所示。

最頂層是應(yīng)用層，使用者無需理會FATFS的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和復(fù)雜的FAT協(xié)議，只需要調(diào)用FATFS模塊提供給用戶的一系列應(yīng)用接口函數(shù)，如f_open，f_read，f_write和f_close等，就可以像在PC上讀寫文件那樣簡單。

中間層FATFS模塊，實(shí)現(xiàn)了FAT文件讀寫協(xié)議。FATFS模塊提供的是ff.c和ff.h。除非有必要，使用者一般不用修改，使用時(shí)將頭文件直接包含進(jìn)去即可。

需要我們編寫移植代碼的是FATFS模塊提供的底層接口，它包括存儲媒介讀寫接口和供給文件創(chuàng)建修改時(shí)間的實(shí)時(shí)時(shí)鐘。FATFS的源代碼用戶可以通過官網(wǎng)：http://elm-chan.org/fsw/ff/00index_e.html下載到。目前最新的版本是R0.14，這里我們采用最新版本的FATFS為例來講解如何將文件系統(tǒng)移植到STM32中。

源代碼下載之后，進(jìn)行解壓可以發(fā)現(xiàn)里面一共有兩個(gè)文件夾，doc和src，其中doc是對文件系統(tǒng)的描述，源碼都在src里面，其中，與平臺無關(guān)的是：

ffconf.h FATFS模塊配置文件

ff.h FATFS和應(yīng)用模塊公用的包含文件

ff.c FATFS模塊

diskio.h FATFS和diskI/O模塊公用的包含文件

interger.h 數(shù)據(jù)類型定義

option 可選的外部功能（比如支持中文等）

與平臺相關(guān)的代碼是：

diskio.c FATFS和diskI/O模塊接口層文件

FATFS模塊在移植的時(shí)候，我們一般只需要修改2個(gè)文件，即ffconf.h和diskio.c。FATFS模塊的所有配置項(xiàng)都是存放在ffconf.h里面，我們可以通過配置里面的一些選項(xiàng)，來滿足自己的需求。接下來我們介紹幾個(gè)重要的配置選項(xiàng)。

21.1.2 文件系統(tǒng)配置

（1）_FS_TINY：這個(gè)選項(xiàng)在R0.07版本中開始出現(xiàn)，之前的版本都是以獨(dú)立的C文件出現(xiàn)（FATFS和TinyFATFS），有了這個(gè)選項(xiàng)之后，兩者整合在一起了，使用起來更方便。我們使用FATFS，所以把這個(gè)選項(xiàng)定義為0即可

（2）_FS_READONLY：這個(gè)用來配置是不是只讀，本章我們需要讀寫都用，所以這里設(shè)置為0即可

（3）_USE_STRFUNC：這個(gè)用來設(shè)置是否支持字符串類操作，比如f_putc，f_puts等，我們需要用到，故設(shè)置這里為1

（4）_USE_MKFS：這個(gè)用來定時(shí)是否使能格式化，本章需要用到，所以設(shè)置這里為1

（5）_USE_FASTSEEK：這個(gè)用來使能快速定位，我們設(shè)置為1，使能快速定位

（6）_USE_LABEL：這個(gè)用來設(shè)置是否支持磁盤盤符讀取與設(shè)置。設(shè)置為1，使能，就可以通過相關(guān)函數(shù)讀取或者設(shè)置磁盤的名字了

（7）_CODE_PAGE：這個(gè)用于設(shè)置語言類型，包括很多選項(xiàng)，我們這里設(shè)置為936，即簡體中文（GBK碼，需要c936.c文件支持，該文件在option文件夾）

（8）_USE_LFN：該選項(xiàng)用于設(shè)置是否支持長文件名，取值范圍為03。0，表示不支持長文件名，13是支持長文件名，但是存儲地方不一樣，這里使用3，通過ff_memalloc函數(shù)來動態(tài)分配長文件名的存儲區(qū)域

（9）_VOLUMES：用于設(shè)置FATFS支持的邏輯設(shè)備數(shù)目，我們設(shè)置為2，即支持2個(gè)設(shè)備

（10）_MAX_SS：扇區(qū)緩沖的最大值，一般設(shè)置為512

21.1.3 接口移植

（1）磁盤初始化

（2）檢查磁盤狀態(tài)

（3）磁盤讀數(shù)據(jù)

（4）磁盤寫數(shù)據(jù)

（5）磁盤雜項(xiàng)功能

21.2 FATFS代碼移植

21.2.1 diskio.c文件修改

（1）修改宏定義如下圖所示。

將14，15行代碼修改為

#define SD_CARD //SD卡,卷標(biāo)為0

#define EX_FLASH //外部flash,卷標(biāo)為1

（2）修改disk_status函數(shù)如下所示。

DSTATUS disk_status( BYTE pdrv )

{

return RES_OK;

}

（3）修改disk_initialize函數(shù)如下所示。

DSTATUS disk_initialize( BYTE pdrv )

{

int res ;

   switch( pdrv )

   {

          case SD_CARD     :      res = SD_Init() ;     break;      //初始化SD卡

          case EX_FLASH     :      W25QXX_Init();      break;//初始化外部FLASH

          case DEV_USB       :      break;

   }

   if( res )

          return STA_NOINIT ;

   else

          return 0 ;

}