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| -- 作者：wangxinxin -- 發布時間：2010-11-18 9:03:08 -- ARM Cortex-M3文件系統 源碼分析 一、概述 1、目的 在移植之前，先將源代碼大概的閱讀一遍，主要是了解文件系統的結構、各個函數的功能和接口、與移植 相關的代碼等等。 2、準備工作 在官方網站下載了0.07c版本的源代碼，利用記事本進行閱讀。 二、源代碼的結構 1、源代碼組成 源代碼壓縮包解壓后，共兩個文件夾，doc是說明，src里就是代碼。src文件夾里共五個文件和一個文 件夾。文件夾是option，還有00readme.txt、diskio.c、diskio.h、ff.c、ff.h、integer.h。對比網上 的文章，版本已經不同了，已經沒有所謂的tff.c和tff.h了，估計現在都采用條件編譯解決這個問題了， 當然文件更少，可能編譯選項可能越復雜。 2、00readme.txt的說明 Low level disk I/O module is not included in this archive because the FatFs module is only a generic file system layer and not depend on any specific storage device. You have to provide a low level disk I/O module that written to control your storage device.主要是說不包含底層IO代碼，這是個通用文件系統可以在各種介質 上使用。我們移植時針對具體存儲設備提供底層代碼。 接下來做了版權聲明-可以自由使用和傳播。 然后對版本的變遷做了說明。 3、源代碼閱讀次序 先讀integer.h,了解所用的數據類型，然后是ff.h,了解文件系統所用的數據結構和各種函數聲明，然 后是diskio.h，了解與介質相關的數據結構和操作函數。再把ff.c和diskio.c兩個文件所實現的函數大致 掃描一遍。最后根據用戶應用層程序調用函數的次序仔細閱讀相關代碼。 三、源代碼閱讀 1、integer.h頭文件 這個文件主要是類型聲明。以下是部分代碼。 typedef int INT; typedef unsigned int UINT; typedef signed char CHAR;/* These types must be 8-bit integer */ 都是用typedef做類型定義。移植時可以修改這部分代碼，特別是某些定義與你所在工程的類型定義有沖 突的時候。 2、ff.h頭文件 以下是部分代碼的分析 #include "integer.h" 使用integer.h的類型定義 #ifndef _FATFS #define _FATFS 0x007C 版本號007c，0.07c #define _WORD_ACCESS 0 //如果定義為1，則可以使用word訪問。 中間有一些看著說明很容易弄清楚意思。這里就不例舉了。 #define _CODE_PAGE 936 /* The _CODE_PAGE specifies the OEM code page to be used on the target system. OEM code page什么意思不大明白。 / 936 - Simplified Chinese GBK (DBCS, OEM, Windows)跟據這個中國應該是936. 打開option文件夾看一下。打開cc936.c文件，里面有一個很大的數組static const WCHAR uni2oem[] 。 根據英文說明，這個數組用于unicode碼和OEM碼之間的相互轉換。 接下來又有兩個函數ff_convert()和ff_wtoupper()具體執行碼型轉換和將字符轉換為大寫。 百度一下：看OEM碼什么意思。 unicode是一種雙字節字符編碼，無論中文還是英文，或者其他語言統一到2個字節。與現有的任何編碼（ ASCII,GB等）都不兼容。WindowsNT(2000)的內核即使用該編碼，所有數據進入內核前轉換成UNICODE,退 出內核后在轉換成版本相關的編碼（通常稱為OEM，在簡體中文版下即為GB).（百度所得） 繼續往下閱讀。 #define _USE_LFN 1 //這個估計是長文件名支持了，以前的0.06版本好像是不支持。 #define _MAX_LFN 255 //最長支持255個雙字節字符。 #define _FS_RPATH 0 //是否文件相對路徑選項。 /* When _FS_RPATH is set to 1, relative path feature is enabled and f_chdir, / f_chdrive function are available. //有些函數會受影響。 / Note that output of the f_readdir fnction is affected by this option. */ #define _FS_REENTRANT 0 //如果要支持文件系統可重入，必須加入幾個函數。 #define _TIMEOUT 1000 /* Timeout period in unit of time ticks of the OS */ #define _SYNC_t HANDLE /* Type of sync object used on the OS. e.g. HANDLE, OS_EVENT*, ID and etc.. */ /* To make the FatFs module re-entrant, set _FS_REENTRANT to 1 and add user / provided synchronization handlers, ff_req_grant, ff_rel_grant, ff_del_syncobj / and ff_cre_syncobj function to the project. */ #elif _CODE_PAGE == 936 /* Simplified Chinese GBK */ #define _DF1S 0x81 #define _DF1E 0xFE #define _DS1S 0x40 #define _DS1E 0x7E #define _DS2S 0x80 #define _DS2E 0xFE 接下來很大一部分都是與語言相關的因素，略過。 /* Character code support macros */ 三個宏判斷是否大寫、小寫、數字。 #define IsUpper(c) (((c)>=\'A\')&&((c)<=\'Z\')) #define IsLower(c) (((c)>=\'a\')&&((c)<=\'z\')) #define IsDigit(c) (((c)>=\'0\')&&((c)<=\'9\')) #if _DF1S /* DBCS configuration */雙字節編碼相關的設定，暫時不理會它。 #if _MULTI_PARTITION /* Multiple partition configuration */ //該變量定義為1時，支持一個磁盤的多個分區。 typedef struct _PARTITION { BYTE pd; /* Physical drive# */ BYTE pt; /* Partition # (0-3) */ } PARTITION; Extern const PARTITION Drives[];//如果支持分區，則聲明變量Drivers #define LD2PD(drv) (Drives[drv].pd) /* 獲得磁盤對應的物理磁盤 #define LD2PT(drv) (Drives[drv].pt) /*獲得磁盤對應的分區 #else /* Single partition configuration */ #define LD2PD(drv) (drv) /* Physical drive# is equal to the logical drive# */ #define LD2PT(drv) 0 /* Always mounts the 1st partition */ #if _MAX_SS == 512 //一般扇區長度取512字節。 #define SS(fs) 512U #if _LFN_UNICODE && _USE_LFN typedef WCHAR XCHAR; /* Unicode */ XCHAR是文件名的碼型所用。 #else typedef char XCHAR; /* SBCS, DBCS */ #endif typedef struct _FATFS_ { BYTE fs_type; /* FAT sub type */ BYTE drive; /*對應實際驅動號01--- */ BYTE csize; /* 每個簇的扇區數目 */ 先查一下簇的含義：應該是文件數據分配的基本單位。 BYTE n_fats; /* 文件分配表的數目 */ FAT文件系統依次應該是：引導扇區、文件分配表兩個、根目錄區和數據區。 BYTE wflag; /* win[] dirty flag (1:must be written back) */ //文件是否改動的標志，為1時要回寫。 WORD id; /* File system mount ID 文件系統加載ID*/ WORD n_rootdir; /* 根目錄區目錄項的數目 */ #if _FS_REENTRANT _SYNC_t sobj; /* 允許重入，則定義同步對象 */ #endif #if _MAX_SS != 512 WORD s_size; /* Sector size */ #endif #if !_FS_READONLY //文件為可寫 BYTE fsi_flag; /* fsinfo dirty flag (1:must be written back) */ //文件需要回寫的標志 DWORD last_clust; /* Last allocated cluster */ DWORD free_clust; /* Number of free clusters */ DWORD fsi_sector; /* fsinfo sector */ #endif #if _FS_RPATH DWORD cdir; /* 使用相對路徑，則要存儲文件系統當前目錄 #endif DWORD sects_fat; /*文件分配表占用的扇區 DWORD max_clust; /* 最大簇數 DWORD fatbase; /*文件分配表開始扇區 DWORD dirbase; /* 如果是FAT32，根目錄開始扇區需要首先得到。 DWORD database; /* 數據區開始扇區 DWORD winsect; /* Current sector appearing in the win[] */ //目前的扇區在win[]里面，這個win[]數組暫時還不知道含義。 BYTE win[_MAX_SS];/* Disk access window for Directory/FAT */ //這是一個win[512]數組，存儲著一個扇區，好像作為扇區緩沖使用。 } FATFS; typedef struct _DIR_ { FATFS* fs;/* Pointer to the owner file system object */指向相應文件系統對象。 WORD id; /* 文件系統加載ID*/ WORD index; /* Current read/write index number */目前讀寫索引代碼 DWORD sclust; /* Table start cluster (0:Static table) */文件數據區開始簇 DWORD clust; /* Current cluster */ 目前處理的簇 DWORD sect; /* Current sector */ 目前簇里對應的扇區 BYTE* dir; /* Pointer to the current SFN entry in the win[] */ BYTE* fn; /* Pointer to the SFN (in/out) {file[8],ext[3],status[1]} */ #if _USE_LFN WCHAR* lfn; /* Pointer to the LFN working buffer */ 指向長文件名緩沖。 WORD lfn_idx; /* Last matched LFN index number (0xFFFF:No LFN) */ #endif } DIR; typedef struct _FIL_ { FATFS* fs; /* Pointer to the owner file system object */ WORD id; /* Owner file system mount ID */ BYTE flag; /* File status flags */文件狀態標志 BYTE csect; /* Sector address in the cluster */扇區偏移 DWORD fptr; /* File R/W pointer */ 讀寫指針 DWORD fsize; /* File size */ DWORD org_clust; /* File start cluster */文件開始簇 DWORD curr_clust; /* Current cluster */當前簇 DWORD dsect; /* Current data sector */文件當前扇區 #if !_FS_READONLY DWORD dir_sect; /* Sector containing the directory entry */該文件目錄項對應所在的扇區 BYTE* dir_ptr; /* Ponter to the directory entry in the window */ #endif #if !_FS_TINY BYTE buf[_MAX_SS];/* File R/W buffer */文件讀寫緩沖 #endif } FIL; /* File status structure */ typedef struct _FILINFO_ { DWORD fsize; /* File size */ WORD fdate; /* Last modified date */ WORD ftime; /* Last modified time */ BYTE fattrib; /* Attribute */ char fname[13]; /* Short file name (8.3 format) */ #if _USE_LFN XCHAR* lfname; /* Pointer to the LFN buffer */ int lfsize; /* Size of LFN buffer [chrs] */ #endif } FILINFO; 這個結構主要描述文件的狀態信息，包括文件名13個字符（8+.+3+\\0）、屬性、修改時間等。 接下來是函數的定義，先大概瀏覽一遍。 FRESULT f_mount (BYTE, FATFS*); //加載文件系統，BYTE參數是ID，后一個是文件系統定義。 FRESULT f_open (FIL*, const XCHAR*, BYTE);//打開文件，第一個參數是文件信息結構，第二個參數是文件名，第三是文件打開模式 FRESULT f_read (FIL*, void*, UINT, UINT*); //文件讀取函數，參數1為文件對象（文件打開函數中得到），參數2為文件讀取緩沖區，參數3為讀取的字節數，參數4意義不清晰，等讀到源代碼就清楚了。 FRESULT f_write (FIL*, const void*, UINT, UINT*);//寫文件，參數跟讀差不多 FRESULT f_lseek (FIL*, DWORD); //移動文件的讀寫指針，參數2應該是移動的數目。 FRESULT f_close (FIL*); /* Close an open file object */ FRESULT f_opendir (DIR*, const XCHAR*); 打開目錄，返回目錄對象 FRESULT f_readdir (DIR*, FILINFO*); 讀取目錄，獲得文件信息 FRESULT f_stat (const XCHAR*, FILINFO*); /* Get file status */ FRESULT f_getfree (const XCHAR*, DWORD*, FATFS**); /* Get number of free clusters on the drive */ FRESULT f_truncate (FIL*); /* Truncate file */ FRESULT f_sync (FIL*); /* Flush cached data of a writing file */將緩沖區數據寫回文件 FRESULT f_unlink (const XCHAR*); 刪除目錄中的一個文件 FRESULT f_mkdir (const XCHAR*); /* Create a new directory */ FRESULT f_chmod (const XCHAR*, BYTE, BYTE); /* Change attriburte of the file/dir */ FRESULT f_utime (const XCHAR*, const FILINFO*); /* Change timestamp of the file/dir */ FRESULT f_rename (const XCHAR*, const XCHAR*); /* Rename/Move a file or directory */ FRESULT f_forward (FIL*, UINT(*)(const BYTE*,UINT), UINT, UINT*); /* Forward data to the stream */ 這個函數還要提供一個回調函數。 FRESULT f_mkfs (BYTE, BYTE, WORD); /* Create a file system on the drive */ FRESULT f_chdir (const XCHAR*); /* Change current directory */改變當前目錄 FRESULT f_chdrive (BYTE); /* Change current drive */ 應該說基本能明白這些函數用于干什么。 |