【FATFS】FATFS简介及下载

1、FATFS简介

        FatFs 是一个针对嵌入式系统开发的通用文件系统模块，主要用于支持 FAT 文件系统。它最初由 ChaN 开发，并被广泛应用于嵌入式设备上。FatFs 以其轻量级、可配置和设备无关的特性著称，支持 FAT12、FAT16、FAT32 以及 exFAT 文件系统。

2、FATFS下载

下载链接：http://elm-chan.org/fsw/ff/00index_e.html

3、 源文件介绍

3.1. ff.c: FatFs 模块的核心实现

ff.c 是 FatFs 文件系统模块的核心源文件，负责处理与 FAT 文件系统相关的所有具体操作。其主要功能包括：

• 文件和目录的创建、打开、关闭、读取、写入、删除等操作：例如函数 f_open(), f_read(), f_write(), f_close() 等实现了文件系统的基本文件操作。
• 文件系统管理功能：包括 f_mkdir()（创建目录）、f_rename()（重命名文件/目录）和 f_unlink()（删除文件/目录），这些函数处理文件系统中对象的创建、重命名和删除。
• 文件指针管理：如 f_lseek()，用于管理文件指针位置。
• 目录遍历功能：如 f_opendir(), f_readdir() 和 f_closedir()，用于打开和遍历目录。
• 格式化功能：f_mkfs() 用于将存储设备格式化为 FAT 文件系统。
• 文件锁定和共享管理：通过 f_lock() 和相关机制，确保在多任务环境下的文件操作安全。

ff.c 是整个 FatFs 模块的核心部分，包含了所有高层次的文件系统操作，它实现了对 FAT 文件系统的完整支持，包括 FAT12、FAT16、FAT32 和 exFAT。

3.2. ff.h: 公共头文件

ff.h 是 FatFs 和应用程序之间的公共头文件，定义了文件系统 API 和数据结构。其主要功能包括：

• API 声明：ff.h 包含了所有文件操作相关函数的声明，如 f_open()、f_read()、f_write() 等。应用程序通过包含 ff.h 来使用 FatFs 的 API。
• 数据结构定义：如 FIL（文件对象），DIR（目录对象）等，这些结构用于存储文件和目录操作的状态信息。
• 错误代码：定义了各种文件操作可能返回的状态码，如 FR_OK（成功），FR_DISK_ERR（磁盘错误）等，用于应用程序处理文件操作的返回值。
• 宏定义：ff.h 中包含了许多宏定义，用于配置和优化文件系统的操作。例如文件对象的大小限制、支持的路径长度等。

3.3. ffconf.h: 配置文件

ffconf.h 是 FatFs 的配置文件，用户可以在此配置多种选项，以适应不同平台和需求。其主要功能包括：

• 长文件名支持（LFN）：通过配置 _USE_LFN，可以启用或禁用对长文件名的支持。FatFs 支持 8.3 文件名格式（短文件名），但可以通过配置启用长文件名。
• 多任务支持：通过设置 _FS_REENTRANT，可以启用多任务环境中的文件系统操作安全功能（如互斥锁）。
• 支持的卷数量：可以通过 _VOLUMES 来设置系统支持的最大逻辑卷数量。
• 文件系统最小化选项：通过 _FS_MINIMIZE 配置，可以禁用不常用的功能以节省系统资源。
• Unicode 支持：通过 _USE_LFN 结合 _LFN_UNICODE，可以启用对 Unicode 文件名的支持。

这个配置文件允许用户根据实际需要裁剪 FatFs 模块，以在不同的嵌入式环境中达到最优的性能和存储占用。

3.4. diskio.c: 磁盘 I/O 接口实现

diskio.c 是 FatFs 模块与底层硬件之间的接口实现，负责与具体的存储设备进行交互，执行底层的读写操作。其主要功能包括：

• 磁盘初始化：提供了 disk_initialize() 函数，用于初始化存储设备（如 SD 卡、NAND 闪存等）。
• 磁盘读写操作：提供了 disk_read() 和 disk_write() 函数，用于从存储设备中读取数据块或写入数据块。
• 磁盘状态检测：disk_status() 函数用于检测存储设备的当前状态（如是否可读写、是否有错误等）。
• 扇区控制：提供了 disk_ioctl() 函数，用于执行存储设备的控制命令，如擦除扇区、获取设备信息等。

diskio.c 作为 FatFs 模块与存储设备的接口，用户需要根据不同的硬件平台编写相应的磁盘 I/O 函数。

3.5. diskio.h: 与 diskio.c 对应的头文件

diskio.h 是 diskio.c 的头文件，定义了与底层存储设备交互的接口。其主要内容包括：

• 数据类型定义：如 DSTATUS 和 DRESULT，用于表示磁盘的状态和操作结果。
• 函数原型声明：声明了 disk_initialize()、disk_read()、disk_write() 等函数的原型，以供 ff.c 中调用。
• 控制命令宏：定义了磁盘控制命令的宏，如 CTRL_SYNC、GET_SECTOR_SIZE 等，用于通过 disk_ioctl() 执行设备控制操作。

3.6. ffunicode.c: Unicode 工具函数

ffunicode.c 是一个可选的源文件，提供了用于处理文件名编码转换的 Unicode 工具函数。其主要功能包括：

• 字符编码转换：提供了一些函数，用于在不同字符编码之间进行转换，如从 UTF-16 到 UTF-8 的转换，或是本地编码和 Unicode 编码之间的转换。
• 文件名处理：在启用了长文件名（LFN）和 Unicode 支持的情况下，ffunicode.c 提供了对多字节和宽字符集的处理功能。

该文件是可选的，仅在需要支持 Unicode 文件名时才需要包含。

3.7. ffsystem.c: 操作系统相关函数示例

ffsystem.c 提供了一些操作系统相关的函数示例，用于在需要多任务支持时集成操作系统的同步机制。其功能包括：

• 互斥锁：提供了对操作系统互斥锁的调用示例，用于确保多任务环境下文件系统操作的线程安全。
• 时间戳获取：通过操作系统的接口获取文件系统操作的时间戳，如文件的创建、修改时间。
• 系统集成示例：该文件展示了如何在具体的操作系统中集成 FatFs，尤其是在需要多任务支持时，如何利用操作系统提供的同步机制和时间功能。