21.1 文件系統概述

21.1.1 簡介

FATFS是一個完全免費開源的FAT文件系統模塊，專門為小型的嵌入式系統而設計。它完全用標準C語言編寫，所以具有良好的硬件平臺獨立性，甚至可以移植到8位的單片機上而只需做簡單的修改。它支持FAT12、FAT16和FAT32，支持多個存儲媒介；有獨立的緩沖區，可以對多個文件進行讀/寫，并特別對8位單片機和16位單片機做了優化。

FATFS的特點有：

（1）Windows兼容的FAT文件系統（支持FAT12/FAT16/FAT32）

（2）與平臺無關，移植簡單

（3）代碼量少、效率高

（4）多種配置選項

（5）支持多卷（物理驅動器或分區，最多10個卷）

（6）多個ANSI/OEM代碼頁包括DBCS

（7）支持長文件名、ANSI/OEM或Unicode

（8）支持RTOS

（9）支持多種扇區大小

（10）只讀、最小化的API和I/O緩沖區等

FATFS的這些特點，加上免費、開源的原則，使得FATFS應用非常廣泛。FATFS模塊的層次結構如下圖所示。

最頂層是應用層，使用者無需理會FATFS的內部結構和復雜的FAT協議，只需要調用FATFS模塊提供給用戶的一系列應用接口函數，如f_open，f_read，f_write和f_close等，就可以像在PC上讀寫文件那樣簡單。

中間層FATFS模塊，實現了FAT文件讀寫協議。FATFS模塊提供的是ff.c和ff.h。除非有必要，使用者一般不用修改，使用時將頭文件直接包含進去即可。

需要我們編寫移植代碼的是FATFS模塊提供的底層接口，它包括存儲媒介讀寫接口和供給文件創建修改時間的實時時鐘。FATFS的源代碼用戶可以通過官網：http://elm-chan.org/fsw/ff/00index_e.html下載到。目前最新的版本是R0.14，這里我們采用最新版本的FATFS為例來講解如何將文件系統移植到STM32中。

源代碼下載之后，進行解壓可以發現里面一共有兩個文件夾，doc和src，其中doc是對文件系統的描述，源碼都在src里面，其中，與平臺無關的是：

ffconf.h FATFS模塊配置文件

ff.h FATFS和應用模塊公用的包含文件

ff.c FATFS模塊

diskio.h FATFS和diskI/O模塊公用的包含文件

interger.h 數據類型定義

option 可選的外部功能（比如支持中文等）

與平臺相關的代碼是：

diskio.c FATFS和diskI/O模塊接口層文件

FATFS模塊在移植的時候，我們一般只需要修改2個文件，即ffconf.h和diskio.c。FATFS模塊的所有配置項都是存放在ffconf.h里面，我們可以通過配置里面的一些選項，來滿足自己的需求。接下來我們介紹幾個重要的配置選項。

21.1.2 文件系統配置

（1）_FS_TINY：這個選項在R0.07版本中開始出現，之前的版本都是以獨立的C文件出現（FATFS和TinyFATFS），有了這個選項之后，兩者整合在一起了，使用起來更方便。我們使用FATFS，所以把這個選項定義為0即可

（2）_FS_READONLY：這個用來配置是不是只讀，本章我們需要讀寫都用，所以這里設置為0即可

（3）_USE_STRFUNC：這個用來設置是否支持字符串類操作，比如f_putc，f_puts等，我們需要用到，故設置這里為1

（4）_USE_MKFS：這個用來定時是否使能格式化，本章需要用到，所以設置這里為1

（5）_USE_FASTSEEK：這個用來使能快速定位，我們設置為1，使能快速定位

（6）_USE_LABEL：這個用來設置是否支持磁盤盤符讀取與設置。設置為1，使能，就可以通過相關函數讀取或者設置磁盤的名字了

（7）_CODE_PAGE：這個用于設置語言類型，包括很多選項，我們這里設置為936，即簡體中文（GBK碼，需要c936.c文件支持，該文件在option文件夾）

（8）_USE_LFN：該選項用于設置是否支持長文件名，取值范圍為03。0，表示不支持長文件名，13是支持長文件名，但是存儲地方不一樣，這里使用3，通過ff_memalloc函數來動態分配長文件名的存儲區域

（9）_VOLUMES：用于設置FATFS支持的邏輯設備數目，我們設置為2，即支持2個設備

（10）_MAX_SS：扇區緩沖的最大值，一般設置為512

21.1.3 接口移植

（1）磁盤初始化

（2）檢查磁盤狀態

（3）磁盤讀數據

（4）磁盤寫數據

（5）磁盤雜項功能

21.2 FATFS代碼移植

21.2.1 diskio.c文件修改

（1）修改宏定義如下圖所示。

將14，15行代碼修改為

#define SD_CARD //SD卡,卷標為0

#define EX_FLASH //外部flash,卷標為1

（2）修改disk_status函數如下所示。

DSTATUS disk_status( BYTE pdrv )

{

return RES_OK;

}

（3）修改disk_initialize函數如下所示。

DSTATUS disk_initialize( BYTE pdrv )

{

int res ;

   switch( pdrv )

   {

          case SD_CARD     :      res = SD_Init() ;     break;      //初始化SD卡

          case EX_FLASH     :      W25QXX_Init();      break;//初始化外部FLASH

          case DEV_USB       :      break;

   }

   if( res )

          return STA_NOINIT ;

   else

          return 0 ;

}