嵌入式FAT16/32文件系統(tǒng) 全面了解

1)  盤(pán)符原則

a)  盤(pán)符原則，盤(pán)符命名由C開(kāi)始，到Z結(jié)束

2)  文件名原則(長(zhǎng)文件名的長(zhǎng)度不超過(guò)250字符的字節(jié))

a)  文件名可是文件名與擴(kuò)展名混合組成， 1)短文件名不要超過(guò)8個(gè)字節(jié)，長(zhǎng)文件名不要超過(guò)250字節(jié) 2)擴(kuò)展名一般不要超過(guò)3個(gè)字節(jié)

b)  文件名首字符不要為數(shù)字

c)  文件名的字符串大小寫(xiě)不作區(qū)分

1)  該文件系統(tǒng)完全兼容FAT16/FAT32文件系統(tǒng)總共兩種格式，兼容長(zhǎng)文件名，兼容文字編碼GB2312/UNICODE漢字編碼（文件名完全支持中文），實(shí)現(xiàn)了支持子目錄，實(shí)現(xiàn)了支持文件的讀取，寫(xiě)入，刪除，創(chuàng)建等文件系統(tǒng)常用功能。

2)  本文件系統(tǒng)代碼全部使用C代碼編寫(xiě)，代碼可以移植去各種單片機(jī)平臺(tái)上面實(shí)現(xiàn)文件系統(tǒng)模塊運(yùn)行。在單片機(jī)上運(yùn)行程序員要把磁盤(pán)虛擬驅(qū)動(dòng)替換為SD卡或者磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)。

3)  本文件系統(tǒng)代碼實(shí)現(xiàn)了文件讀寫(xiě)緩沖：文件內(nèi)存緩沖越大，文件讀寫(xiě)越快，其大小可以用編譯宏EnableFileBuf，TotalFileBUFsQTYeachFCB，F(xiàn)ileBUFSize來(lái)設(shè)置（在配置文件fat_cfg.h中）。

1)  fat.c—文件系統(tǒng)代碼

2)  fat.h—文件系統(tǒng)函數(shù)聲明文件

3)  Fat_cfg.h—配置文件文件系統(tǒng)

4)  Types.h—文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)類型重替換的文件

5)  Flash_management.c—磁盤(pán)虛擬驅(qū)動(dòng)

6)  Time.c—RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘的驅(qū)動(dòng)文件，文件存儲(chǔ)，修改，創(chuàng)建時(shí)間提供

1)  分區(qū)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)—支持FAT16/FAT32

   structpartition_BPB{

   charpartition_id; //從C開(kāi)始到Z結(jié)束

   char system_id;//分區(qū)類型  0C-FAT32,06-FAT16 ect..

   long relative_sector;//分區(qū)起始扇區(qū)號(hào)

   longtotal_sector;   //分區(qū)總扇區(qū)數(shù)

   intbytes_per_sector;//每扇區(qū)字節(jié)數(shù)

   charsector_per_cluster; //每簇扇區(qū)數(shù)

   int reservedsector;  //保留扇區(qū)數(shù)

   charnumbers_of_FAT;//FAT副本數(shù)

   intboot_entries;//根目錄項(xiàng)數(shù)，供FAT12/16使用

   intsmall_sector; //小扇區(qū)簇

   charmedia_descriptor; //媒體描述符

   intsectors_per_FAT; //每FAT扇區(qū)數(shù)，供FAT12/16使用

   intsectors_per_track; //每道扇區(qū)數(shù)

   intnumber_of_head; //磁頭數(shù)

   longhidden_sectors; //隱藏扇區(qū)數(shù)

   longlarge_sector;//總扇區(qū)數(shù)，包含F(xiàn)AT32總扇區(qū)數(shù)

   longsector_per_FAT32;//每FAT扇區(qū)數(shù)，供FAT32使用

   int extended flag;// 擴(kuò)展標(biāo)志，供FAT32使用

   intfile_system_version; //文件系統(tǒng)版本

   longroot_cluster_number;//根目錄簇號(hào)

   intfile_system_information_sectornumber; //文件系統(tǒng)信息扇區(qū)號(hào)

   intcopy_of_boot_sector;//備份引導(dǎo)扇區(qū)

2)  文件數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)—支持FAT16/FAT32

   struct file_{

   charfilename[256];//支持長(zhǎng)文件名

   charfile_extention[3]; //文件擴(kuò)展名

   charfile_attribute;//屬性

   char reserved;

   charcreate_time_10ms;//創(chuàng)建時(shí)間的10毫秒位

   intfile_created_time;//文件創(chuàng)建時(shí)間

   intfile_created_date;//文件創(chuàng)建日期

   intlast_access_date;//文件最后訪問(wèn)日期

   intfirst_cluster_number_high2bytes; //文件首簇號(hào)高16位

   intrecent_modified_time;//文件最近修改時(shí)間

   intrecent_modified_data;//文件最近修改日期

   intfirst_cluster_number_low2bytes; //文件首簇號(hào)低16位

   longfile_length;//文件長(zhǎng)度

3)   Core數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

   struct core_{

  current_folder[256];//存放當(dāng)前目錄

   charfile_openned_flag;//標(biāo)記struct file_已打開(kāi)

   }

1.   自動(dòng)格式化FAT16/32函數(shù)FAT16_filesystem_autoformat()—該函數(shù)由系統(tǒng)U盤(pán)啟動(dòng)時(shí)可調(diào)用并運(yùn)行，它首先會(huì)讀取U盤(pán) 0扇區(qū)MBR，判斷MBR有效標(biāo)記是否為0x55aa，如果MBR有效標(biāo)記不為0x55aa，該函數(shù)將把U盤(pán)自動(dòng)格式化為FAT16或FAT32文件系統(tǒng)；起用自動(dòng)格式化處理，U盤(pán)上原有的數(shù)據(jù)被迫丟失，因此以安全層面考慮，建議不用此函數(shù)。

2.  FAT文件系統(tǒng)初始化必須函數(shù)char FAT_filesystem_initialiation()—該函數(shù)是在U盤(pán)啟動(dòng)時(shí)調(diào)用，是文件系統(tǒng)初始化必須調(diào)用的函數(shù)，它將U盤(pán)中默認(rèn)的幾個(gè)分區(qū)的信息讀入struct partition_BPB中，并初始化struct CORE。

3.   建立文件函數(shù)u8 create_file(u8 * filename)—該函數(shù)調(diào)用可在u盤(pán)上建立一個(gè)文件，文件名和路徑通過(guò)參數(shù)char *filename指定；

4.   目錄建立函數(shù)u8 create_floder(u8 * foldername)—該函數(shù)調(diào)用可在u盤(pán)上建立一個(gè)目錄，目錄名和路徑通過(guò)參數(shù)char *foldername指定；

5.   重命名文件函數(shù)u8 rename_file(u8 * oldfilename,u8 * newfilename)—該函數(shù)用于U盤(pán)上的一個(gè)文件重命名，原文件由參數(shù)u8 * oldfilename指定，新文件名由參數(shù)u8* newfilename指定；

6.   打開(kāi)文件函數(shù)u8 open_file(u8 * filename)—該函數(shù)用于在U盤(pán)上的打開(kāi)一個(gè)文件，文件名通過(guò)參數(shù)u8 * filename指定，打開(kāi)文件成功，返回值為文件操作句柄FCBsn(FCB sequential number)，或0xff—打開(kāi)文件錯(cuò)誤，在打開(kāi)錯(cuò)誤情況下，建議先使用close_file關(guān)閉一個(gè)打開(kāi)的文件后再執(zhí)行打開(kāi)文件。

7.  關(guān)閉文件函數(shù)u8 close_file(u8 FCBsn)—該函數(shù)調(diào)用關(guān)閉一個(gè)已打開(kāi)的文件，并釋放文件占用的文件句柄，文件句柄由FCBsn指定。

8.  改變當(dāng)前目錄函數(shù)u8cd_folder(u8 * foldername,u8 mode)—該函數(shù)用于改變文件系統(tǒng)的當(dāng)前目錄，目錄改變至由參數(shù)u8 * foldername指定。函數(shù)并有兩種的模式各為：1）參數(shù)mode= 0:--進(jìn)入目錄；2）參數(shù)mode=1--返回上層目錄。

9.   文件讀寫(xiě)位置定位函數(shù)u8 f_seek(u8FCBsn, s32 offset, u8 origin)—該函數(shù)用于文件讀寫(xiě)當(dāng)前位置的設(shè)定定位；FCBsn –是需要操作文件的文件打開(kāi)句柄；offset--相對(duì)origin起始外位置偏移量；origin 指定位置移動(dòng)的起始外位置，其起始外位置共有三個(gè)： SEEK_SET(0) 文件開(kāi)始位置SEEK_CUR(1) 文件當(dāng)前位置SEEK_END(2) 文件結(jié)束位置。

10.  文件讀取函數(shù)u16 read_file(u8 FCBsn,8* buffer, u16length)—該函數(shù)用于打開(kāi)的文件當(dāng)前位置去讀取一個(gè)指定的長(zhǎng)度的一串?dāng)?shù)據(jù)，讀取數(shù)據(jù)將存放在緩沖區(qū)buffer內(nèi)，讀取數(shù)據(jù)長(zhǎng)度可由參數(shù)u16 length指定，緩沖區(qū)的首地址可由參數(shù)u8 * buffer指定，該函數(shù)返回是讀取成功的總共字節(jié)數(shù)；

11.  文件寫(xiě)入函數(shù)u16 write_file(u8 FCBsn,u8* buffer, u16length)- 該函數(shù)實(shí)現(xiàn)將緩沖區(qū)buffer內(nèi)的指定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)去寫(xiě)入一個(gè)打開(kāi)文件的當(dāng)前位置，，寫(xiě)入數(shù)據(jù)長(zhǎng)度由參數(shù)u16length指定，緩沖區(qū)首地址由參數(shù)char* buffer指定，函數(shù)返回值為成功寫(xiě)入的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)；

12.  目錄遍歷函數(shù)u8 folder_enumeration(u8 *return_string,u8mode,u8 *ATTR)—該函數(shù)用于遍歷u盤(pán)當(dāng)前目錄下所有的文件和目錄，調(diào)用一次將返回一個(gè)文件或目錄，同時(shí)定義了二種遍歷模式，mode(0)-調(diào)用后將復(fù)位到目錄的第一個(gè)文件或目錄重新開(kāi)始，mode(1)-繼續(xù)上一次遍歷目錄項(xiàng)，遍歷模式由參數(shù)charmode傳遞，遍歷返回的文件項(xiàng)目錄名存儲(chǔ)于緩沖區(qū)中，其首地址由參數(shù)u8*return_string指定，返回文件目錄項(xiàng)的類型由u8*ATTR傳遞，其值是返回文件或目錄directoryentry的attribute字段；

13.  U盤(pán)整盤(pán)遍歷函數(shù)u8disk_enumeration(u8 disk_,u8 *return_string,u8 mode,u8* ATTR)—該函數(shù)可以用于遍歷指定U盤(pán)整盤(pán)下所有的文件與目錄，一次調(diào)用返回一個(gè)文件或目錄，同時(shí)定義了二種遍歷模式，mode(0)-調(diào)用后將復(fù)位到目錄的第一個(gè)文件或目錄重新開(kāi)始遍歷，mode(1)-繼續(xù)上一次遍歷的目錄項(xiàng)，被枚舉磁盤(pán)ID（ID編號(hào)由0開(kāi)始，到Maximum_Disks – 1）由參數(shù)u8 disk_指定，遍歷的模式由參數(shù)charmode指定，遍歷返回的文件或目錄名存儲(chǔ)于緩沖區(qū)中，其首地址由參數(shù)u8 *return_string指定，返回文件目錄項(xiàng)的類型由u8 *ATTR傳遞，其值是返回文件或目錄directory entry的attribute字段； 文件系統(tǒng)遍歷算法使用專利的《深度優(yōu)先算法》。

14.  刪除文件函數(shù)-- u8 delete_file(u8 *filename)—該函數(shù)用于刪除U盤(pán)上的一個(gè)文件，刪除的文件名通過(guò)參數(shù)char*filename指定。

15.  刪除目錄函數(shù)-- u8 delete_folder(u8 * foldername)—該函數(shù)用于刪除u盤(pán)上的一個(gè)目錄，刪除目錄名通過(guò)參數(shù)u8 *foldername指定，被刪除目錄必須是空的目錄；

16.  文件查找函數(shù)—u8 find_file(u8 * filename,u8 mode, u8* folder_name )—查找文件函數(shù)支持2種模式：1）mode = 0：當(dāng)前目錄下查找；2）mode=1：在U盤(pán)內(nèi)查找；查找文件名通過(guò)參數(shù)char * filename指定，查找模式通過(guò)參數(shù)u8 mode指定，查找成功后文件名加上其所在目錄的完整路徑名的字符串通過(guò)參數(shù)folder_name返回。

17.  查詢分區(qū)容量和剩余容量函數(shù)—u8 volume_inquiry(u8 partition_id,u32 *volume_capacity, u32 *volume_free_space);—該函數(shù)用來(lái)查詢可指定分區(qū)分區(qū)容量和剩余空間，分區(qū)號(hào)請(qǐng)通過(guò)參數(shù)u8partition_id指定，查詢結(jié)果的分區(qū)容量將存入在參數(shù)u32 *volume_capacity，查詢結(jié)果的剩余容量將存入在參數(shù)u32 *volume_free_space。

1)使用volume_inquiry()，獲取分區(qū)容量和分區(qū)剩余容量

volume_inquiry('c',&cc,&bb);

printf("Volume C Capacity: %ld\n",cc);

printf("Volume C FreeSpace: %ld\n",bb);

2)在當(dāng)前目錄{C:\\}之下建立目錄：CREATE_FOLDER_TEST

create_floder("CREATE_FOLDER_TEST");

3)在目錄CREATE_FOLDER_TEST之下建立文件：created_file.txt

create_file("C:\\CREATE_FOLDER_TEST\\created_file.txt");  

4)進(jìn)入目錄d:\\CREATE_FOLDER_TEST，并打印目錄d:\\CREATE_FOLDER_TEST的所有文件！

cd_folder("d:\\CREATE_FOLDER_TEST",0);

  mode = 0;

while(folder_enumeration(buf,mode,&ATTR) == SUCC)

  {

    printf("\nreaded entry=%s Attr = %x",buf,ATTR);

     mode = 1;

  }

5)返回根目錄，并打印根目錄下的所有文件

cd_folder(" ",1);

  mode = 0;

while(folder_enumeration(buf,mode,&ATTR) == SUCC)

  {

    printf("\nreaded entry=%s Attr = %x",buf,ATTR);

     mode = 1;

  }

6)DISK0 被 拷貝至DISK1