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FatFs文件系统的移植

简介: FatFs 的底层可以写一次命令,读写多个扇区。FatFs的设计的读写的思想就很好,小块的数据,我就经过Buffer来存储,大块的数据,我就直接进行存取,那样速度,效率高了很多,看图:   FatFs文件系统的结构也很清晰,也是看图:   补充一点,FatFs的作者写了两个,一个是正宗的FatFs,比较适合大的RAM的设备,另一个是FatFs/Tiny,比较适合小RAM的系统,比如单片机,FatFs/Tiny占用较小的RAM,代价是更慢的读写速度和更少的API函数。
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FatFs 的底层可以写一次命令,读写多个扇区。FatFs的设计的读写的思想就很好,小块的数据,我就经过Buffer来存储,大块的数据,我就直接进行存取,那样速度,效率高了很多,看图:

 

FatFs文件系统的结构也很清晰,也是看图:

 

补充一点,FatFs的作者写了两个,一个是正宗的FatFs,比较适合大的RAM的设备,另一个是FatFs/Tiny,比较适合小RAM的系统,比如单片机,FatFs/Tiny占用较小的RAM,代价是更慢的读写速度和更少的API函数。不过两个都支持FAT12,FAT16,FAT32文件系统。

 

    下载下来的FatFs的FatFs有两个文件夹,一个是 doc ,FatFs的说明,包括特性,系统函数,以及可能的一些问题,另一个就是源代码文件夹src了,总共8个文件,diskio.c和diskio.h是硬件层,ff.c和ff.h是FatFs的文件系统层和文件系统的API层,integer.h是文件系统所用到的数据类型的定义,tff.c和tff.h是Tiny的文件系统层和文件系统的API层,还有一个00readme.txt简要的介绍了FatFSHE FatFs/Tiny,包括他们所支持的API,怎么配置等等。

 

    移植的问题,第一个是数据类型,在integer.h里面去定义好数据的类型。第二个,就是配置,打开ff.h(我用的FatFs,不是Tiny),_MCU_ENDIAN,选择你的CPU是大端存储(big endding)还是小端存储(little endding),一般的都用的小端存储,1是小端,2是大端。这个相当重要,一会儿还要谈到这里。其他的,按照自己的需要来配置了,说明文档够清楚了,我就不多说啥了。

 

第三件事情,就是写底层的驱动函数,包括:

所有的函数都牵涉到了选择第几个磁盘的问题,如果仅仅用一个,可以不必理会这个drv 参数。

disk_initialize ,如果不需要的话,直接返回0就行

disk_status ,这个嘛,先不管了,直接返回0就OK

disk_read - Read sector(s)
disk_write - Write sector(s)
读写扇区,注意参数哦!

disk_ioctl 需要回应CTRL_SYNC,GET_SECTOR_COUNT,GET_BLOCK_SIZE 三个命令,正确返回0即   
RES_OK,不正确返回RES_ERROR。
              所有的命令都从 ctrl 里面去读,返回值仅仅返回这次操作是否有效,而需要传递回去的数据在buff
              里面,以下是我的:
              CTRL_SYNC命令,直接返回0;
              GET_SECTOR_COUNT,得到所有可用的扇区数目(逻辑寻址即LBA寻址方式)
              GET_BLOCK_SIZE,得到每个扇区有多少个字节,比如 *((DWORD*)buff) = 512;
              其他的命令,返回RES_PARERR

disk_ioctl 这个函数仅仅在格式化的时候被使用,在调试读写的时候,这个函数直接让他返回0就OK 了。

get_fattime - 得到系统的时间,格式请见文档。不用的话,返回0就行。

这样移植了,也基本上就成功了,但是在我的板子上面死活不行,每次一执行到几个宏定义比如
LD_WORD(ptr)        (WORD)(*(WORD*)(BYTE*)(ptr)) 就产生数据终止异常( DATA ABORT exception),但是网上的一个兄弟的(ouravr上的一个兄弟,用的SD卡,IAR编译器,平台是STM32,已经成功了,还公布了源码的,这里没有问题啊),没问题。分析下这个几个宏的意思:

LD_WORD(ptr)        (WORD)(*(WORD*)(BYTE*)(ptr)) 是在little endding里面定义的

LD_WORD(ptr) ,LD就是load,WORD在integer.h里面定义的是16位的无符号数,那这个需要完成的就是载入一个16位的数,或者说是2个字节,后面的 ptr是参数。(WORD)(*(WORD*)(BYTE*)(ptr)) ,先将这个ptr转换成一个指向BYTE类型数据的指针(BYTE *),在将这个指针转换成一个指向16位无符号数的指针(WORD *),然后用一个 ” * “将这个数据取出来,转换成一个无符号的16位数据,这个仅仅从C语言的角度来看,实际上呢,这个完成的就是从ptr指针指向的位置,取出2个字节,作为一个16位的无符号数取出,而这2个字节是little endding,即小端模式,低字节是低8位,高字节是高8位。


既然是这样的,测试了下,定义了一个BYTE buf[512],定义一个WORD类型 zz,用一个指针pt,让pt指向
buf[0],调用LD_WORD(ptr),zz=LD_WORD(pt);没问题,将pt指向buf[1],呵呵,问题马上出来了,数据终止异常,然后测试了指针指向 buf[3],buf[5]等等奇数个,都是这样的问题,我就郁闷了啊,TMD,编译器的问题!!!!不过还好,找到问题了,就可以解决问题了,在 ff.h里面的宏定义里面把这即个东东给注释掉,然后在ff.c里面把这几个宏定义写成函数,这里贴一个出来:

1 WORD    LD_WORD(void *pt)
2 {
3     BYTE *PT = (BYTE*)pt;     //定义一个指针,将当前的指针指向的地址的值赋给PT
4     return (WORD)(PT[0]+PT[1]*256); //计算这个16位数,(低8位在前面,高8位在后面),并来个强制类型转
5                                                      //换,并返回
6 }

需要注意的是,LD_WORD返回的就必须是WORD。这样做了,编译器大部分的也可以编译通过,但是ADS就是通不过,有3个地方,

1     finfo->fsize = LD_DWORD(&dir[DIR_FileSize]);    /* Size */
2     finfo->fdate = LD_WORD(&dir[DIR_WrtDate]);        /* Date */
3     finfo->ftime = LD_WORD(&dir[DIR_WrtTime]);        /* Time */

其中,dir的是这样定义的:const BYTE *dir,编译器报错是类型不匹配,因此,这里的几个LD_WORD和LD_DWORD重写,定义成一致的类型即可:

 1     WORD    LD_WORD_1(const BYTE *pt)
 2 {
 3     BYTE *PT = (BYTE*)pt;
 4     return (WORD)(PT[0]+PT[1]*256);
 5 }
 6 
 7 DWORD    LD_DWORD_1(const BYTE *pt)
 8 {
 9     BYTE *PT = (BYTE*)pt;
10     return ((DWORD)PT[0]+(DWORD)(PT[1]*256)+(DWORD)(PT[2]*65536)+(DWORD)(PT[3]*16777216));        
11 } 

而后面改成:

1     finfo->fsize = LD_DWORD_1(&dir[DIR_FileSize]);    /* Size */
2     finfo->fdate = LD_WORD_1(&dir[DIR_WrtDate]);        /* Date */
3     finfo->ftime = LD_WORD_1(&dir[DIR_WrtTime]);        /* Time */

编译,一路OK,然后写一个文件,出来了!!!!写文件没问题,读也没问题!@~~~~~测试了常用的函数,都没有问题,包括格式化(f_mkfs,前提是你的disk_ioctl 没问题),测试
了下速度,读12.5M的MP3,大约3秒,写这个12.5M的MP3大约6.5秒,勉强达到要求,再优化下驱动那边就可以更快了!~~~~~~~

发个FatFs的官方网址 http://elm-chan.org/fsw/ff/00index_e.html

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