stm32 fatfs 文件系统分析和代码解析

一 文件系统：

文件系统是操作系统用于明确存储设备（常见的是磁盘，也有基于NAND Flash的固态硬盘）或分区上的文件的方法和数据结构；即在存储设备上组织文件的方法。
操作系统中负责管理和存储文件信息的软件机构称为文件管理系统，简称文件系统。文件系统由三部分组成：文件系统的接口，对对象操纵和管理的软件集合，对象及属性。
从系统角度来看，文件系统是对文件存储设备的空间进行组织和分配，负责文件存储并对存入的文件进行保护和检索的系统。具体地说，它负责为用户建立文件，存入、读出、修改、转储文件，
控制文件的存取，当用户不再使用时撤销文件等。

二 fatfs逻辑

FatFs是用于小型嵌入式系统的通用FAT / exFAT文件系统模块。 FatFs模块是依据ANSI C（C89）标准编写的，并且与磁盘I / O层完全分开。 因此，它的运行独立于平台。
可以将其合并到资源有限的小型微控制器中，例如8051，PIC，AVR，ARM，Z80，RX等。
fatfs写的特别简洁，非常适合入门者学习和熟悉文件系统。借着stm32的开发机会，笔者对fatfs做了一个大致的梳理。
stm32中的fatfs文件系统分层一般分成两层，一层是底层的逻辑，这部分主要是通过配置内存卡的寄存器来实现数据的读写。另外一层是应用逻辑，这部分负责把函数封装成可以调用的文件。
让用户能清晰的操作文件。

三 文件系统的底层逻辑

DSTATUS SD_disk_initialize(BYTE drv)
这个主要是初始化的内存设备，很多存储卡的设备都是标准的，不过，也不排除有些设备的兼容性问题是否可以。这个初始化的时候，一定要对准手册，看一下内存卡命令接口信息。

从sd卡中读取信息：

DRESULT SD_disk_read(BYTE pdrv, BYTE* buff, DWORD sector, UINT count)

往sd卡中写信息，

DRESULT SD_disk_write(BYTE pdrv, const BYTE* buff, DWORD sector, UINT count)

对齐和复位存储设备

DRESULT SD_disk_ioctl(BYTE drv, BYTE ctrl, void *buff)

四 文件系统的应用逻辑

文件系统的应用逻辑非常简单，就是让用户可以自由简单的操作文件。
这部分应用函数主要有以下部分构成：
文件系统的遍历，通过该遍历，可以知道设备下有多少文件以及文件名
FRESULT mf_scan_files(const TCHAR* path)

挂载文件，就是把一个文件挂带到驱动中

FRESULT f_mount (
FATFS* fs, /* Pointer to the file system object (NULL:unmount)*/
const TCHAR* path, /* Logical drive number to be mounted/unmounted */
BYTE opt /* Mode option 0:Do not mount (delayed mount), 1:Mount immediately */
)

创建或者打开文件

/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* Open or Create a File */
/*-----------------------------------------------------------------------*/

FRESULT f_open (
FIL* fp, /* Pointer to the blank file object */
const TCHAR* path, /* Pointer to the file name */
BYTE mode /* Access mode and file open mode flags */
)

读取文件

FRESULT f_read (
FIL* fp, /* Pointer to the file object */
void* buff, /* Pointer to data buffer */
UINT btr, /* Number of bytes to read */
UINT* br /* Pointer to number of bytes read */
)

写文件

FRESULT f_write (
FIL* fp, /* Pointer to the file object */
const void* buff, /* Pointer to the data to be written */
UINT btw, /* Number of bytes to write */
UINT* bw /* Pointer to number of bytes written */
)

同步文件

FRESULT f_sync (
FIL* fp /* Pointer to the file object */
)

关闭文件

FRESULT f_close (
FIL* fp /* Pointer to the file object to be closed */
)

这里还有目录级别的操作，比如，打开文件目录，遍历文件目录，这就不一一赘述了。

五 后记

文件系统在计算机中是一个重要的部分，是一个计算机系统中的地图，它可以让存储的信息分成一个个小单元，达到使用者容易辨识的境地。