FatFs文件系统的移植

2022-04-04 23:36:19

FatFs 的底层可以写一次命令，读写多个扇区。FatFs的设计的读写的思想就很好，小块的数据，我就经过Buffer来存储，大块的数据，我就直接进行存取，那样速度，效率高了很多，看图：

FatFs文件系统的结构也很清晰，也是看图：

补充一点，FatFs的作者写了两个，一个是正宗的FatFs，比较适合大的RAM的设备，另一个是FatFs/Tiny，比较适合小RAM的系统，比如单片机，FatFs/Tiny占用较小的RAM，代价是更慢的读写速度和更少的API函数。不过两个都支持FAT12，FAT16，FAT32文件系统。

下载下来的FatFs的FatFs有两个文件夹，一个是 doc ，FatFs的说明，包括特性，系统函数，以及可能的一些问题，另一个就是源代码文件夹src了，总共8个文件，diskio.c和diskio.h是硬件层，ff.c和ff.h是FatFs的文件系统层和文件系统的API层，integer.h是文件系统所用到的数据类型的定义，tff.c和tff.h是Tiny的文件系统层和文件系统的API层，还有一个00readme.txt简要的介绍了FatFSHE FatFs/Tiny，包括他们所支持的API，怎么配置等等。

移植的问题，第一个是数据类型，在integer.h里面去定义好数据的类型。第二个，就是配置，打开ff.h（我用的FatFs，不是Tiny），_MCU_ENDIAN，选择你的CPU是大端存储（big endding）还是小端存储（little endding），一般的都用的小端存储，1是小端，2是大端。这个相当重要，一会儿还要谈到这里。其他的，按照自己的需要来配置了，说明文档够清楚了，我就不多说啥了。

第三件事情，就是写底层的驱动函数，包括：

disk_initialize - Initialize disk drive
disk_status - Get disk status
disk_read - Read sector(s)
disk_write - Write sector(s)
disk_ioctl - Control device dependent features
get_fattime - Get current time

所有的函数都牵涉到了选择第几个磁盘的问题，如果仅仅用一个，可以不必理会这个drv 参数。

disk_initialize ，如果不需要的话，直接返回0就行

disk_status ，这个嘛，先不管了，直接返回0就OK

disk_read - Read sector(s)
disk_write - Write sector(s)
读写扇区，注意参数哦！

disk_ioctl 需要回应CTRL_SYNC，GET_SECTOR_COUNT，GET_BLOCK_SIZE 三个命令，正确返回0即
RES_OK，不正确返回RES_ERROR。
              所有的命令都从 ctrl 里面去读，返回值仅仅返回这次操作是否有效，而需要传递回去的数据在buff
              里面，以下是我的：
              CTRL_SYNC命令，直接返回0；
              GET_SECTOR_COUNT，得到所有可用的扇区数目（逻辑寻址即LBA寻址方式）
              GET_BLOCK_SIZE，得到每个扇区有多少个字节，比如 *((DWORD*)buff) = 512;
              其他的命令，返回RES_PARERR

disk_ioctl 这个函数仅仅在格式化的时候被使用，在调试读写的时候，这个函数直接让他返回0就OK 了。

get_fattime - 得到系统的时间，格式请见文档。不用的话，返回0就行。

这样移植了，也基本上就成功了，但是在我的板子上面死活不行，每次一执行到几个宏定义比如
LD_WORD(ptr)        (WORD)(*(WORD*)(BYTE*)(ptr)) 就产生数据终止异常（ DATA ABORT exception），但是网上的一个兄弟的（ouravr上的一个兄弟，用的SD卡，IAR编译器，平台是STM32，已经成功了，还公布了源码的，这里没有问题啊），没问题。分析下这个几个宏的意思：

LD_WORD(ptr)        (WORD)(*(WORD*)(BYTE*)(ptr)) 是在little endding里面定义的

LD_WORD(ptr) ，LD就是load，WORD在integer.h里面定义的是16位的无符号数，那这个需要完成的就是载入一个16位的数，或者说是2个字节，后面的 ptr是参数。(WORD)(*(WORD*)(BYTE*)(ptr)) ，先将这个ptr转换成一个指向BYTE类型数据的指针（BYTE *），在将这个指针转换成一个指向16位无符号数的指针（WORD *），然后用一个 ” * “将这个数据取出来，转换成一个无符号的16位数据，这个仅仅从C语言的角度来看，实际上呢，这个完成的就是从ptr指针指向的位置，取出2个字节，作为一个16位的无符号数取出，而这2个字节是little endding，即小端模式，低字节是低8位，高字节是高8位。

既然是这样的，测试了下，定义了一个BYTE buf[512]，定义一个WORD类型 zz，用一个指针pt，让pt指向
buf[0]，调用LD_WORD(ptr），zz=LD_WORD(pt）；没问题，将pt指向buf[1]，呵呵，问题马上出来了，数据终止异常，然后测试了指针指向 buf[3]，buf[5]等等奇数个，都是这样的问题，我就郁闷了啊，TMD，编译器的问题！！！！不过还好，找到问题了，就可以解决问题了，在 ff.h里面的宏定义里面把这即个东东给注释掉，然后在ff.c里面把这几个宏定义写成函数，这里贴一个出来：

1 WORD    LD_WORD(void *pt)
2 {
3     BYTE *PT = (BYTE*)pt;     //定义一个指针，将当前的指针指向的地址的值赋给PT
4     return (WORD)(PT[0]+PT[1]*256); //计算这个16位数，（低8位在前面，高8位在后面），并来个强制类型转
5                                                      //换，并返回
6 }

需要注意的是，LD_WORD返回的就必须是WORD。这样做了，编译器大部分的也可以编译通过，但是ADS就是通不过，有3个地方，

1     finfo->fsize = LD_DWORD(&dir[DIR_FileSize]);    /* Size */
2     finfo->fdate = LD_WORD(&dir[DIR_WrtDate]);        /* Date */
3     finfo->ftime = LD_WORD(&dir[DIR_WrtTime]);        /* Time */

其中，dir的是这样定义的：const BYTE *dir，编译器报错是类型不匹配，因此，这里的几个LD_WORD和LD_DWORD重写，定义成一致的类型即可：

 1     WORD    LD_WORD_1(const BYTE *pt)
 2 {
 3     BYTE *PT = (BYTE*)pt;
 4     return (WORD)(PT[0]+PT[1]*256);
 5 }
 6 
 7 DWORD    LD_DWORD_1(const BYTE *pt)
 8 {
 9     BYTE *PT = (BYTE*)pt;
10     return ((DWORD)PT[0]+(DWORD)(PT[1]*256)+(DWORD)(PT[2]*65536)+(DWORD)(PT[3]*16777216));        
11 }

而后面改成：

1     finfo->fsize = LD_DWORD_1(&dir[DIR_FileSize]);    /* Size */
2     finfo->fdate = LD_WORD_1(&dir[DIR_WrtDate]);        /* Date */
3     finfo->ftime = LD_WORD_1(&dir[DIR_WrtTime]);        /* Time */

编译，一路OK，然后写一个文件，出来了！！！！写文件没问题，读也没问题！@~~~~~测试了常用的函数，都没有问题，包括格式化（f_mkfs，前提是你的 disk_ioctl 没问题），测试
了下速度，读12.5M的MP3，大约3秒，写这个12.5M的MP3大约6.5秒，勉强达到要求，再优化下驱动那边就可以更快了！~~~~~~~

发个FatFs的官方网址 http://elm-chan.org/fsw/ff/00index_e.html

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