FATFS文件系统移植

上文中完成了sd卡的驱动代码，本文陈述如何系统移植文件系统

源码下载

源码可以登录fatfs官网下载：http://elm-chan.org/fsw/ff/archives.html，我这里下载最新版本的源码包，下载完成后解压到本地大致浏览源码包的文件结构，主目录下有documents与source两个文件夹，其中documents中教会用户如何使用fatfs，source中主要包含三部分代码：

  • 物理层接口：diskio.c/diskio.h
  • fatfs源码：ff.c/ff.h
  • fatfs配置文件：ffconf.h
  • 操作系统扩展功能：ffsystem.c

  • 语言编码表：ffunicode.c
    我移植时的需求：不使用操作系统，编码语言使用英文，所以我只用到diskio.c/diskio.h、ff.c/ff.h、ffconf.h这五个文件，并将其添加到自己的工程中

    接口绑定

    上文中我们完成了sd卡的驱动代码，预留了如下几个接口：

    uint8_t SD_WaitReady(void);
uint8_t SD_Init(void);
uint32_t SD_GetSectorCount(void);
uint8_t SD_ReadDisk(uint8_t*buf,uint32_t sector,uint8_t cnt);
uint8_t SD_WriteDisk(const uint8_t*buf,uint32_t sector,uint8_t cnt);

    我们将其与diskio.c中的接口文件绑定：
    首先需要新建一个我们自己的设备并删除掉代码中的示例设备：
    #define DEV_SD 0
    在获取磁盘状态的代码中新增我们的设备代码（这里我让我的设备状态无论如何返回OK）：

    DSTATUS disk_status (
  BYTE pdrv
)
{
  DSTATUS stat;
  int result;

  switch (pdrv) {
  case DEV_SD :
      stat = RES_OK;
  return stat;
  }
  return STA_NOINIT;
}

    在磁盘初始化代码中绑定我们的SD卡初始化代码：

    DSTATUS disk_initialize (
  BYTE pdrv                /* Physical drive nmuber to identify the drive */
)
{
  DSTATUS stat;
  int result;

  switch (pdrv) {
  case DEV_SD :
      result = SD_Init();
      if(0 == result)
      {
          stat = RES_OK;
      }
      return stat;
  }
  return STA_NOINIT;
}

    在设备读扇区接口中绑定我们的读sd卡设备代码：

    DRESULT disk_read (
  BYTE pdrv,        /* Physical drive nmuber to identify the drive */
  BYTE *buff,        /* Data buffer to store read data */
  LBA_t sector,    /* Start sector in LBA */
  UINT count        /* Number of sectors to read */
)
{
  DRESULT res;
  int result;

  switch (pdrv) {
      case DEV_SD :

      result = SD_ReadDisk(buff, sector, count);

      if(0 == result)
      {
          res = RES_OK;
      }

      return res;
  }

  return RES_PARERR;
}

    在设备写数据接口中绑定我们的写sd卡数据代码：

    DRESULT disk_write (
  BYTE pdrv,            /* Physical drive nmuber to identify the drive */
  const BYTE *buff,    /* Data to be written */
  LBA_t sector,        /* Start sector in LBA */
  UINT count            /* Number of sectors to write */
)
{
  DRESULT res;
  int result;

  switch (pdrv) {
      case DEV_SD :

      result = SD_WriteDisk(buff, sector, count);

      if(0 == result)
      {
          res = RES_OK;
      }

      return res;
  }

  return RES_PARERR;
}

    在设备状态获取接口中返回我们的设备状态代码：

    这里总共获取设备的四种状态：

    • 设备是否就绪
    • 设备的扇区数量，取决于内存卡多大
    • 设备的块大小-恒定512
    • 设备的扇区大小-恒定512
    DRESULT disk_ioctl (
  BYTE pdrv,        /* Physical drive nmuber (0..) */
  BYTE cmd,        /* Control code */
  void *buff        /* Buffer to send/receive control data */
)
{
  DRESULT res;
  int result;

  switch (pdrv) {
  case DEV_SD :
  switch (cmd) {
      case CTRL_SYNC: 
      if(0 == SD_WaitReady())
      {
          return RES_OK;
      }
      else
      {
          printf("not ready\r\n");
          return RES_NOTRDY;
      }
      case GET_SECTOR_COUNT: *(DWORD * )buff  = SD_GetSectorCount();return RES_OK;
      case GET_SECTOR_SIZE: *(DWORD * )buff  = 512 ;return RES_OK;
      case GET_BLOCK_SIZE: *(WORD * )buff = 512 ;return RES_OK;
  }
      return res;
  }
  return RES_PARERR;
}

    fatfs配置

    FF_FS_READONLY -是否开启只读功能
    FF_FS_MINIMIZE -是否裁剪功能
    FF_USE_FIND -是否开启文件寻找功能
    FF_USE_MKFS -是否开启格式化功能（重要）
    FF_FS_NORTC -关闭RTC功能（如果使用rtc则需要实现获取时间的接口）
    FF_CODE_PAGE -使用哪种编码语言
    详细的配置说明可以查看官网文档

    文件系统demo测试

    以上完成fatfs的移植，我们就可以在单片机上对SD卡实现PC端一样的文件操作，详细的接口使用还是去看官方文档，我实现了一个demo，挂载sd卡，如果未成功挂载SD卡就将其格式化，然后读取sd卡中的test.jpg，并拷贝一份重命名为copy.jpg:

    uint8_t stat;
stat=f_mount(&fs,"0:",1);//SD卡挂载
printf("f_mount:%d\r\n",stat);
if(stat!=FR_OK)
{
  printf("f_mkfs :FAT32\r\n");
  stat = f_mkfs("0:", 0,(void*)f_mkfs_buff,sizeof(f_mkfs_buff));
  if(stat!=FR_OK)
  {
      printf("f_mkfs failed\r\n");
  }
  else
  {
      printf("f_mkfs successed\r\n");
  }
}
else
{
  printf("SD Card init successed\r\n");
}

FIL fp;
  FRESULT res;
UINT bw;
UINT br;
res=f_open(&fp,"0:/test.jpg",FA_READ);
printf("read test.jpg:%d\r\n",res);

uint32_t size = fp.obj.objsize;
printf("test.jpg size is :%d\r\n",size);

char *data = (char *)malloc(size);
res=f_read(&fp,data,size,&br);
f_close(&fp);

res=f_open(&fp,"0:/copy.jpg",FA_READ|FA_WRITE|FA_CREATE_ALWAYS);
if(res==FR_OK)
{
  printf("creat copy.jpg\r\n");
  res=f_write(&fp,data,size,&bw);
  if(res==FR_OK)
  {
    printf("write copy.jpg\r\n");
  }
}
else
{
  printf("error :%d\r\n",res);
}
f_close(&fp);

free(data);
printf("over \r\n");

    最终再将内存卡插在电脑上可以发现存在被拷贝的图片（为什么是大写名称我也不知道，可能遗漏了某些东西）：
    1.png

其他可能存在的坑：为了保证格式化为FAT32格式，可是又懒滴写配置文件，在f_mkfs源码中修改默认的格式化类型为FAT32格式，这样可以实现windows系统更快的识别内存卡：
static const MKFS_PARM defopt = {FM_FAT32, 0, 0, 0, 0};
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