FATFS 文件系统

绝地灬酷狼 2023-05-31 10:19 164阅读 0赞

FATFS 文件系统

一.    概念

1.    定义

负责 管理 和 存储 文件信息 的 软件机构 ，叫做文件管理系统。

![20191024161537353.png][]

2.    使用场景：

FatFs是用于小型嵌入式系统的通用FAT / exFAT文件系统模块。FatFs模块是按照ANSI C（C89）编写的，并且与磁盘I / O层完全分开。因此，它独立于平台。它可以并入资源有限的小型微控制器中，例如8051，PIC，AVR，ARM，Z80，RX等。此处还提供了适用于小型微控制器的Petit FatFs模块。

3.    特点：

    DOS / Windows兼容的FAT / exFAT文件系统。

    平台无关。易于移植。

    程序代码和工作区的占用空间非常小。

    支持以下各种配置选项：

    ANSI / OEM或Unicode中的长文件名。

    exFAT文件系统，64位LBA和GPT可存储大量数据。

    RTOS的线程安全。

    多个卷（物理驱动器和分区）。

    可变扇区大小。

    多个代码页，包括DBCS。

    只读，可选API，I / O缓冲区等...

二.    分类：

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\-NTFS: 基于安全性的文件系统，是Windows NT所采用的独特的文件系统结构

\-CDFS：CDFS是大部分的光盘的文件系统

三.    FATFS 模块层次结构：

![20191024161537347.png][]![20191024161537403.png][]

1.    底层接口

包括存储媒介读／写接口（disk I/O）和供给文件创建修改时间的实时时钟，需要我们根据平台和存储介质编写移植代码。

2.    中间层FATFS模块

实现了FAT 文件读／写协议。FATFS模块提供的是ff.c和ff.h。除非有必要，使用者一般不用修改，使用时将头文件直接包含进去即可。

3.    最顶层是应用层

使用者无需理会FATFS的内部结构和复杂的FAT 协议，只需要调用FATFS模块提供给用户的一系列应用接口函数，如f\_open，f\_read，f\_write 和f\_close等，就可以像在PC 上读／写文件那样简单。

四.    下载地址：

[http://elm-chan.org/fsw/ff/00index\_e.html][http_elm-chan.org_fsw_ff_00index_e.html]

此地址不仅仅包含资料包下载，还包括文件系统一些知 识，包括函数说明，函数调用实例等。

五.    FATFS　文件系统文件介绍

1.    FatFs 文件系统包结构

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> 文件名 </td> 
 <td> 功能 </td> 
 <td> 说明 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> ffconf.h </td> 
 <td> FatFs模块的配置文件 </td> 
 <td> 需要用户根据需求来配置 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> ff.h </td> 
 <td> FatFs和应用程序模块的通用包含文件 </td> 
 <td> 不需要修改 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> ff.c </td> 
 <td> FatFs模块源码 </td> 
 <td> 不需要修改 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> diskio.h </td> 
 <td> FatFs和disk I / O模块的公共包含文件 </td> 
 <td> 不需要修改 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> diskio.c </td> 
 <td> FatFs 和disk I / O 模块接口层文件 </td> 
 <td> 与平台相关的代码，需要用户根据存储介质来编写函数。 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> ffunicode.c </td> 
 <td> 可选的Unicode 相关的转换函数 </td> 
 <td> &nbsp; </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> ffsystem.c </td> 
 <td> 可选的与操作系统对接的各接口相关实现示例 </td> 
 <td> &nbsp; </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2hhcHB5Z3JpbGNsaA_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2hhcHB5Z3JpbGNsaA_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

2.    配置文件参数讲解

[http://elm-chan.org/fsw/ff/doc/config.html\#fs\_readonly][http_elm-chan.org_fsw_ff_doc_config.html_fs_readonly]

六.    应用层函数说明

FatFs为应用程序提供各种文件系统功能，如下所示。

档案存取

f\_open-打开/创建文件

f\_close-关闭打开的文件

f\_read-从文件读取数据

f\_write-将数据写入文件

f\_lseek-移动读/写指针，扩展大小

f\_truncate-截断文件大小

f\_sync-刷新缓存的数据

f\_forward-将数据转发到流

f\_expand-将连续块分配给文件

f\_gets-读取字符串

f\_putc-写一个字符

f\_puts-写一个字符串

f\_printf-编写格式化的字符串

f\_tell-获取当前的读/写指针

f\_eof-测试文件结尾

f\_size-获取大小

f\_error-测试错误

目录访问

f\_opendir-打开目录

f\_closedir-关闭打开的目录

f\_readdir-读取目录项

f\_findfirst-打开目录并读取匹配的第一项

f\_findnext-阅读下一个匹配的项目

文件和目录管理

f\_stat-检查文件或子目录是否存在

f\_unlink-删除文件或子目录

f\_rename-重命名/移动文件或子目录

f\_chmod-更改文件或子目录的属性

f\_utime-更改文件或子目录的时间戳

f\_mkdir-创建一个子目录

f\_chdir-更改当前目录

f\_chdrive-更改当前驱动器

f\_getcwd-检索当前目录和驱动器

卷管理和系统配置

f\_mount-注册/注销卷的工作区

f\_mkfs-在逻辑驱动器上创建FAT卷

f\_fdisk-在物理驱动器上创建分区

f\_getfree-获取卷上的可用空间

f\_getlabel-获取卷标

f\_setlabel-设置卷标

f\_setcp-设置活动代码页

七.    FATFS 移植步骤

1.    添加源码文件。

根据上面的介绍，其中，ff.c、ff.h、ffconf.h、diskio.c、diskio.h 这六个文件是最基本的，必须要包含在我们的项目中！除此之外，根据自己的配置：

如果需要 FatFs 支持可重入， 则 必须要包含 ffsystem.c, 且必须实现 ffsystem.c 中的 ff\_req\_grant(), ff\_rel\_grant(), ff\_del\_syncobj() 和 ff\_cre\_syncobj() 这四个函数！

如果需要 FatFs 支持长文件名，则必须要包含 ffunicode.c，如果配置长文件名模式为 3 （FF\_USE\_LFN == 3），则必须同时包含 ffsystem.c, 且必须实现 ffsystem.c 中的 ff\_memalloc() 和 ff\_memfree() 这两个函数。

2.    确定好数据类型

在ff.h 里面去定义好数据的类型。这里需要了解你用的编译器的数据类型，并根据编译器定义好数据类型。

3.    配置

通过ffconf.h配置FATFS的相关功能，以满足需要。

4.    Disk驱动函数编写：

打开diskio.c，进行底层驱动编写，一般需要编写6 个接口函数

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5.    实现 get\_fattime

如果在 ffconf.h 中配置了 FF\_FS\_NORTC == 0，则必须自己实现函数 DWORD get\_fattime (void); 该函数返回一个 4 字节的时间戳！

如果在 ffconf.h 中配置了 FF\_FS\_NORTC == 1，则可省略该函数的实现！

6.    应用层使用

经过以上步骤之后，就可以在项目中使用 FatFs了。可用的接口全部在于 ff.h 中，其与标准 C 语言中各函数用法基本一致！

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