FatFs 0.01学习笔记.pdf

发布时间：2022-06-15 发布人：admin 分类：说明书资料大小：0.29M 资料格式：pdf 举报版权申诉

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FatFs 0.01学习笔记 2014年2月14日 9:20 ——何小龙博客：http://blog.csdn.net/hexiaolong2009 一、介绍：本文以网上开源文件系统FatFs 0.01为研究对象，剖析FatFs文件系统的核心操作。FatFs目前最新版本已更新到0.10a版本，而我之所以选择0.01版本，是因为这是最早的发布版本，与最新的版本相比，去掉了很多高级应用，且代码量相对较小，宏开关也少了许多，易于阅读和理解，用来研究它的雏形再合适不过了，所以笔者选择0.01版本进行剖析。当大家了解了0.01的核心思想后，再回去看最新的版本，也就容易理解多了。 FatFs历史版本下载：http://elm-chan.org/fsw/ff/00index_e.html 在官网的最下面，能找到所有版本的下载链接。二、重点： 1. FatFs中有两个重要的缓冲区：win[]和buffer。win[]在FATFS结构体中，buffer在FIL结构体中。 win[]：系统缓冲区。当操作MBR，DBR，FAT表，根目录区时，使用该缓冲区； buffer：文件缓冲区。当对文件的内容进行操作时，如读、写、修改时，才使用该缓冲区。 2. 在对文件的f_read和f_write过程中（不考虑f_lseek的情况），只有需要读写的最后一个扇区（内容小于512字节）才会被暂存到buffer中，而前面的扇区内容是直接通过磁盘驱动disk_read/disk_write在用户缓冲区和物理磁盘之间进行交互的。注意：FatFs 0.01与最新的版本还是不少差异的，如在0.01中，buffer只是个指针，需要用户自己定义文件缓冲区，并将buffer指向该缓冲区。而最新版本中，FIL已经有自己的buf[_MAX_SS]。在0.01中没有f_mount()函数，所以需要手动将全局指针FatFs指向自己定义的变量fs。具体的操作流程可参考官网上的示例代码。三、关键函数总结： 1. f_open f_open() { 1. 初始化SD卡，初始化FATFS对象； 2. 查找文件的目录项； 3. 填充文件结构体FIL。 } 2. f_read f_read() { 1. 从物理磁盘直接读取所需扇区到用户缓冲区，这个过程中未使用buffer缓冲区； 2. 如果最后一扇区要读取的字节数少于512，则先将最后一扇区读到buffer中，然后再从buffer拷贝需要的字节到用户缓冲区中。 } FatFs学习笔记 Page 1

FatFs文件系统 SD卡物理空间系统缓冲区 512Bytes move _window () 1 由disk_read直接读取连续扇区文件缓冲区 512Bytes 2 读取最后一扇区到buffer win[] buffer 文件目录项对应的扇区 … … 扇区0 扇区1 …… 扇区0 扇区1 …… 扇区0 扇区1 …… … … 文件实际大小第n簇第n+1簇第n+2簇用户缓冲区大小由用户定义 3 再从buffer拷贝到用户缓冲区 3. f_write f_write() { 1. 从用户缓冲区直接写入到物理磁盘，这个过程中未使用buffer缓冲区； 2. 如果要写入的最后一扇区内容少于512字节，则先从物理磁盘读取最后一扇区的内容到buffer中，然后修改 buffer中的相应内容，并设置回写标记，这样下次调用f_close/f_write时，就会将buffer回写到物理磁盘中。 } FatFs学习笔记 Page 2

FatFs文件系统 SD卡物理空间系统缓冲区 512Bytes move _window () 1 由disk_write直接写入连续扇区文件缓冲区 win[] buffer 先读取最后一扇区到buffer中 2 文件目录项对应的扇区 … … 扇区0 扇区1 …… 扇区0 扇区1 …… 扇区0 扇区1 …… … … 文件实际大小第n簇第n+1簇第n+2簇用户源缓冲区 512的整数倍再从源缓冲区拷贝到buffer中 3 不足1个扇区的内容 4. f_close 关键是调用了f_sync函数。 5. f_sync f_sync() { 1. 将buffer回写到物理磁盘中； 2. 读取文件对应的目录项到win[]中，更新参数，并回写。 } FatFs学习笔记 Page 3

FatFs文件系统 SD卡物理空间系统缓冲区 2 文件目录项对应的扇区文件对应的目录项 move _window() 3 win[] 用户源缓冲区文件缓冲区 512的整数倍不足1个扇区的内容不足1个扇区的内容 1 disk_write() buffer … … 扇区0 扇区1 …… 扇区0 扇区1 …… 扇区0 扇区1 …… … … 文件实际大小第n簇第n+1簇第n+2簇 5. move_window move_window专用于操作win[]系统缓冲区。 move_window(B); 调用前： FatFs学习笔记 Page 4

FATFS *FatFs SD卡物理空间 FATFS fs; BYTE BYTE BYTE BYTE fs_type files sects_clust n_fats WORD n_rootdir BYTE BYTE dirtyflag = 1 pad1 DWORD sects_fat DWORD max_clust DWORD fatbase DWORD dirbase DWORD database DWORD winsect = A BYTE win[512] 扇区A （Modified）扇区A …… 扇区B 执行中： FATFS *FatFs SD卡物理空间 FATFS fs; BYTE BYTE BYTE BYTE fs_type files sects_clust n_fats 1 WORD n_rootdir 判断是否修改过 BYTE BYTE dirtyflag = 1 pad1 DWORD sects_fat DWORD max_clust DWORD fatbase DWORD dirbase DWORD database DWORD winsect = A BYTE win[512] 2 disk_write 扇区A …… 扇区B 扇区A （Modified） disk_read 3 调用后： FatFs学习笔记 Page 5

FATFS *FatFs SD卡物理空间 FATFS fs; BYTE BYTE BYTE BYTE fs_type files sects_clust n_fats WORD n_rootdir BYTE BYTE dirtyflag = 0 pad1 DWORD sects_fat DWORD max_clust DWORD fatbase DWORD dirbase DWORD database DWORD winsect = B BYTE win[512] 扇区B 扇区A （Modified） …… 扇区B 四、源码注释本人在不破坏源码逻辑的前提下，对FatFs 0.01源代码进行了中文注释，个别函数重新修改了排版布局，以方便阅读。结合以上示意图即伪代码，相信大家会很快理解FatFs 0.01的核心思想及架构。源码如下： ff ff FatFs学习笔记 Page 6

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