如何移植FatFs文件系統(tǒng)到SD卡內(nèi)

在前面章節(jié)中介紹了使用MM32F3270的SDIO外設(shè)驅(qū)動(dòng)SD卡，對(duì)SD卡識(shí)別和簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)讀寫驗(yàn)證，不過像這樣直接操作SD卡存儲(chǔ)單元，在實(shí)際應(yīng)用中是不現(xiàn)實(shí)的。SD卡一般用來存放文件，所以都需要加載文件系統(tǒng)到里面。

FatFs 是一個(gè)通用的文件系統(tǒng)(FAT/exFAT)模塊，用于在小型嵌入式系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)FAT文件系統(tǒng)。完全用標(biāo)準(zhǔn)C語言編寫，所以具有良好的硬件平臺(tái)獨(dú)立性?？梢砸浦驳?051、PIC、AVR、SH、Z80、H8、ARM等系列單片機(jī)上而只需做簡(jiǎn)單的修改。它支持FATl2、FATl6和FAT32格式，支持多個(gè)存儲(chǔ)媒介，具有獨(dú)立的緩沖區(qū)，可以對(duì)多個(gè)文件進(jìn)行讀/寫，并特別對(duì)8位單片機(jī)和16位單片機(jī)做了優(yōu)化。

本章節(jié)主要介紹移植FatFs文件系統(tǒng)到SD卡內(nèi)。

FatFs的特點(diǎn)

1）Windows兼容的FAT文件系統(tǒng)（支持FAT12/FAT16/FAT32）與平臺(tái)無關(guān)，移植簡(jiǎn)單；

2）代碼量少、效率高；

3）多種配置選項(xiàng)；

4）支持多卷（物理驅(qū)動(dòng)器或分區(qū)，最多10個(gè)卷）；

5）多個(gè)ANSI/OEM代碼頁包括DBCS；

6）支持長(zhǎng)文件名、 ANSI/OEM 或Unicode；

7）支持RTOS；

8）支持多種扇區(qū)大??；

9）只讀、最小化的API和I/O緩沖區(qū)等。

FatFs源碼獲取

FatFs文件系統(tǒng)的源碼可以從FatFs官網(wǎng)下載：

http://elm-chan.org/fsw/ff/00index_e.html

此地址不僅僅包含資料包下載，還包括文件系統(tǒng)一些知識(shí)，包括函數(shù)說明，函數(shù)調(diào)用實(shí)例等。

官網(wǎng)有對(duì)FatFs做詳細(xì)的介紹，感興趣可以多了解一些。所有版本的FatFs源碼的移植步驟都是類似的，我們選擇選擇其中一個(gè)版本下載即可。

FatFs文件結(jié)構(gòu)

解壓之后可看到里面有 doc 和src 這兩個(gè)文件。

其中doc文件夾里面是一些使用幫助文檔，src是FatFs文件系統(tǒng)的源碼。

FatFs的源代碼主要包含幾個(gè)文件：

diskio.c、 diskio.h、 ff.c、 ff.h、 integer.h文件。

其中diskio.c 這個(gè)文件是文件系統(tǒng)底層和SD驅(qū)動(dòng)的中間接口的實(shí)現(xiàn)代碼，移植的時(shí)候需要改寫在diskio.h中聲明的那幾個(gè)函數(shù)，代碼在ff.c中被調(diào)用；diskio.h定義了FatFs用到的宏；ff.c是一般FatFs的代碼文件；ff.h是一般FatFs包含的頭文件；integer.h是內(nèi)部基本類型的定義。

option文件夾下是一些可選的外部c文件，包含了多語言支持需要用到的文件和轉(zhuǎn)換函數(shù)。

00readme.txt 說明了當(dāng)前目錄下 diskio.c 、 diskio.h、 ff.c、 ff.h、 integer.h 的功能。

FatFs移植步驟

在工程目錄下新建FatFs文件夾，并將src文件夾下的文件復(fù)制一份至該文件夾。

使用KEIL打開工程文件并添加FatFs組件，并將src文件夾下的ff.c、 diskio.c 和 cc936.c 三個(gè)文件加入FatFs組件中。

加入cc936.c文件可以支持簡(jiǎn)體中文，同時(shí)需要把 ffconf.h 中的 _CODE_PAGE 的宏改成 936。

接著添加FatFs路徑到工程選項(xiàng)。

此時(shí)進(jìn)行編譯，會(huì)發(fā)現(xiàn)提示錯(cuò)誤。

編寫FatFs接口函數(shù)

來看diskio.c文件，注釋前面的幾個(gè)頭文件，這里要加入自己的頭文件。下面的三個(gè)宏定義ATA、MMC、USB也可以改成想要的名稱，可以改成SD并定義為0。

然后將函數(shù)disk_status、disk_initialize、disk_read、disk_write里面執(zhí)行的代碼注釋或者刪除，這里需要添加自己的代碼。由于上面改了宏定義，這里switch-case也要做一些修改。

更改如下：

對(duì)disk_initialize、disk_read、disk_write幾個(gè)函數(shù)也這樣更改。

再次編譯，發(fā)現(xiàn)提示一個(gè)關(guān)于get_fattime的錯(cuò)誤，get_fattime用來獲取當(dāng)前時(shí)間，如果不需要，在ffconf.h中的宏定義#define _FS_NORTC改為1關(guān)閉，如果需要這個(gè)功能，需要在diskio.c里面，實(shí)現(xiàn)get_fattime函數(shù)，加入如下代碼即可。

然后進(jìn)行編譯，這時(shí)錯(cuò)誤就沒有了。

至此我們已經(jīng)完成FatFs文件管理系統(tǒng)的移植，不過功能還沒有實(shí)現(xiàn)，需要在disk_status、disk_initialize、disk_read、disk_writ、disk_ioctl函數(shù)中加入執(zhí)行代碼：

設(shè)備狀態(tài)獲取

DSTATUS disk_status (
    BYTE pdrv       /* Physical drive number to identify the drive */
)
{
    DSTATUS stat;

    stat = disk.drv[pdrv]->disk_status(disk.lun[pdrv]);
    return stat;
}

設(shè)備初始化

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

    if(disk.is_initialized[pdrv] == 0) {
        disk.is_initialized[pdrv] = 1;
        stat = disk.drv[pdrv]->disk_initialize(disk.lun[pdrv]);
    }
    return stat;
}

讀取扇區(qū)

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

    res = disk.drv[pdrv]->disk_read(disk.lun[pdrv], buff, sector, count);
    return res;
}

扇區(qū)寫入

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

    res = disk.drv[pdrv]->disk_write(disk.lun[pdrv], buff, sector, count);
    return res;
}

其他

DRESULT disk_ioctl (
    BYTE pdrv,      /* Physical drive nmuber (0..) */
    BYTE cmd,       /* Control code */
    void* buff      /* Buffer to send/receive control data */
)
{
    DRESULT res;

    res = disk.drv[pdrv]->disk_ioctl(disk.lun[pdrv], cmd, buff);
    return res;
}

審核編輯：彭菁