FatFs（通用FAT文件系统模块）下载与介绍

1.FatFs（通用FAT文件系统模块）下载与介绍
2.FatFs移植——基于STM32 SD卡
3.FatFs学习(1)——枚举：返回值FRESULT
…

注：本文基于R0.14版本，给出的源码、翻译以及分析不保证与其他版本适合。

FatFs——通用FAT文件系统模块

??FatFs是用于小型嵌入式系统的通用FAT / exFAT文件系统模块。FatFs模块是按照ANSI C（C89）编写的，并且与磁盘I/O层完全分开。因此，它独立于平台。它可以并入资源有限的小型微控制器中，例如8051，PIC，AVR，ARM，Z80，RX等。
??“FatFs模块是为教育，研究和开发开放的免费软件。您可以在个人项目或商业产品中使用，修改和/或重新分发它，而不受您的责任限制。”

1 . 特征

• DOS / Windows兼容的FAT / exFAT文件系统。
• 平台无关。易于移植。
• 程序代码和工作区的占用空间非常小。
• 支持以下各种配置选项：
  • ANSI / OEM或Unicode中的长文件名。
  • exFAT文件系统，64位LBA和GPT可存储大量数据。
  • RTOS的线程安全。
  • 多个卷（物理驱动器和分区，最多10个卷）。
  • 可变扇区大小。
  • 多个代码页，包括DBCS。
  • 只读，可选API，I / O缓冲区等…

2. 层级结构

FatFs层级结构如下：

??（1）应用层调用FatFs模块接口，FatFs调用底层接口，实现对USB、SD卡等存储设备的操作。
??（2）需提供RTC时钟给FatFs模块。

3. 源码下载地址

??FatFs官方下载地址：http://elm-chan.org/fsw/ff/archives.html

??在该页中有FatFs和Petit FatFs。
???Petit FatFs是用于小型8位微控制器的FatFs模块的子集。它是按照ANSI C编写的，并且与磁盘I/O层完全分开。即使RAM大小小于扇区大小，也可以将其合并到内存有限的微型微控制器中。
??简单来说，Petit FatFs属于FatFs的阉割版，功能比较简单，占用资源小。我们这里选择完整版的FatFs。
??页面中有至今为止已发布的版本及其发布时间，可以下载任一版本，目前最新版本为0.14（本文同样基于0.14），点击版本即可下载。

4. 源码文件结构

??压缩包下载后解压，有两个文件夹（/documents和/source）和一个txt文件（LICENSE.txt）。
??/documents是关于FatFs的一些资料，/source文件夹下是FatFs的源码，LICENSE.txt则是FatFs的许可证书。

4.1 documents文件夹

??00index_e.html相当于FatFs的主页。
??updates.txt记录了各个版本的更新。

4.1.1 documents/doc/

??doc文件夹存放了html格式的说明文档，里面有函数的解释。

4.1.2 documents/res/

??res文件夹提供一些应用示例（app1~6.c）、原理示意图以及格式化对照表（mkfs.xlsx）

4.2 source文件夹

??source文件夹是FatFs的源码。
??FatFs源码不多，只有4个C文件和3个H文件（0.14版本）。

4.2.1 底层source/diskio.c、source/diskio.h

??diskio是FatFs的IO层实现，官方提供了框架，移植时只需要完善其中的一些函数即可，十分友好。

4.2.2 应用接口source/ff.c、source/ff.h

??ff.c/ff.h是应用接口的实现，属于FatFs源码，移植无需修改。应用时只需要调用其中函数即可。
??常用的文件的开/关(f_open/f_close)、读/写(f_read/f_write) 以及目录的相关操作接口都在这里。由于函数较多，这里不深入研究。

4.2.3 宏配置source/ffconf.h

??ffconf.h内是关于FatFs的配置选项。这个文件增加了可移植性。我们可以通过配置相关选项使能/禁止某些功能，控制内存资源的消耗。这些宏的解释，后期通过其他文章说明。

4.2.4 操作系统相关source/ffsystem.c

??ffsystem.c是FatFs的OS相关函数示例代码。如果你移植在操作系统上，且配置FF_USE_LFN==3或FF_FS_REENTRANT为真，那么就需要将该文件添加到工程内。
??该文件内函数已预置了部分操作系统的样例，包括Win32、uITRON、uC/OS-II、FreeRTOS和CMSIS-RTOS，基本上在函数内只需要选择其中一种，友好到爆。下面是其中一个函数：

/*------------------------------------------------------------------------*/
/* Release Grant to Access the Volume */
/*------------------------------------------------------------------------*/
/* This function is called on leaving file functions to unlock the volume. */void ff_rel_grant (FF_SYNC_t sobj	/* Sync object to be signaled */
)
{
    /* Win32 */ReleaseMutex(sobj);/* uITRON */
// sig_sem(sobj);/* uC/OS-II */
// OSMutexPost(sobj);/* FreeRTOS */
// xSemaphoreGive(sobj);/* CMSIS-RTOS */
// osMutexRelease(sobj);
}

??FF_USE_LFN==3：启用 LFN，且使用堆上的动态工作缓冲区。
??FF_FS_REENTRANT为真：启用重写入。

4.2.5 unicode编码source/ffunicode.c

??ffsystem.c用于unicode编码，里面有大量的unicode相关数组。
??FF_USE_LFN为真时必须包含此文件。
??当将FatFs用 DBCS 配置 LFN 时，这个模块将在.const部分占用大量内存。如果系统使用Unicode进行代码转换，则应该修改此模块以使用该函数，以避免无谓的内存消耗。

??DBCS包含:
????932 - Japanese (DBCS) 、
????936 - Simplified Chinese (DBCS)、
????949 - Korean (DBCS)、
????950 - Traditional Chinese (DBCS)

5. FatFs补丁

??FatFs补丁网址：http://elm-chan.org/fsw/ff/patches.html
??网址上会公布已发现并解决的BUG，以补丁形式发布。以R0.14版本为例，该版本有三个补丁。因此，下载FatFs R0.14源码后，使用前按日期顺序给源码打补丁。（从最早发布的开始）



??以上是本文的全部，很荣幸写的文章被阅读完。
??刚入门的小白，如果本文有错欢迎大家提醒，十分感谢。