FATFS文件系统

文件系统是为了存储和管理数据，而在存储设备上建立的一种组织结构。

Windows常用的文件系统：

1、FAT12 2、FAT16 3、FAT32 4、exFAT 5、NTFS

FAT：File Alloction Table 文件分配表

在小型的嵌入式存储设备大多使用的是FAT32和exFAT，使用文件系统前，需先对存储设备进行格式化，擦除原来的数据，在存储设备上建立一个文件分配表和目录。

为什么需要文件系统？

① 直接面对存储设备的底层硬件操作，非专业人士不能适用，普通人无从下手。

② 假如扇区数据中包含多个音频片段，传输后比较难定位对应音频片段位置。

如果有文件系统，我们可以把数据数组组织成文件，给这些数据起一个名字(文件名)，通过这个名字访问到这些数据。文件系统会根据文件名为我们找到数据在磁盘中的位置。

FAT文件系统简介

系统引导扇区：引导程序，以及文件系统信息(扇区字节数/每簇扇区数/保留扇区数等)

文件分配表：记录文件存储中簇与簇之间连接的信息

根目录：存在所有文件和子目录信息(文件名/文件夹名/创建时间/文件大小)

数据区：文件等数据存放地方，占用大部分的磁盘空间

FAT文件系统用“簇” 作为数据单元，一个“簇”由一组连续的扇区组成，而一个扇区的大小为512字节。所有的簇从2开始进行编号，每个簇都有自己的地址编号，用户文件和数据都存储在簇中。

FATFS是专门用于小型嵌入式系统的通用FAT/exFAT文件系统模块。标准C语言编写，具有良好的硬件平台独立性，简单修改就可移植到单片机上。FATFS是可裁剪的文件系统

FATFS层次结构图

FATFS文件系统包结构

FATFS文件系统的移植需要修改2个文件，ffconf.h和diskio.c。

第三方库的移植，基本上需要用户编写底层驱动源码，然后提供上层配置文件供配置。

FATFS配置

ffconf.h：FATFS关键配置文件完整介绍 http://elm-chan.org/fsw/ff/doc/config.html

ffconf.h

配置项		配置项说明	设定值
系统配置	FF_FS_TINY	配置使用FATFS为正常模式还是Tiny模式	0
系统配置	FF_FS_EXFAT	使用或禁用exFAT文件系统(使能exFAT需使能长文件名)	1
功能函数配置	FF_FS_READONLY	使能或禁止与写相关函数，即配置只读	0
	FF_USE_MKFS	使能或禁用f_mkfs函数，即是否使能格式化	1
	FF_USE_FASTSEEK	使能快速搜索功能，加快f_lseek/read/write函数执行	1
	FF_USE_LABEL	使能或禁止支持磁盘盘符读取与设置函数	1
	FF_USE_STRFUNC	设置是否支持字符串类操作	1
	FF_STRF_ENCODE	设置字符串I/O函数读写文件字符编码	0
命名空间和本地环境配置	FF_CODE_PAGE	设置语言类型，简体中文设置为963	963
命名空间和本地环境配置	FF_USE_LFN	使能或禁止长文件名，取值范围(0~3)，存储地方不同	3
磁盘配置	FF_VOLUMES	设置FATFS支持的逻辑设备数目	3
磁盘配置	FF_MAX_SS	设置最大扇区大小	512

diskio.c

需要实现的函数

disk_initialize       初始化磁盘驱动器

disk_status       获取磁盘状态

disk_read       从磁盘驱动器读扇区

disk_write       从磁盘驱动器写扇区

disk_ioctl           控制设备实现指定功能，用于辅助FATFS中其他API

get_fattime        获取当前时间

disk_initialize函数

disk_status函数

disk_read函数

disk_write函数

disk_ioctl函数

get_fattime函数 ffconf.h文件中FF_FS_NORTC宏为0时需要实现

FATFS开放函数（常用）

文件操作

f_open 打开/创建一个文件

f_close       关闭一个打开的文件

f_read        从文件中读取数据

f_write       往文件中写数据

f_gets       读一个字符串

f_putc        写一个字符

f_puts       写一个字符串

f_printf       写一个格式化的字符串

f_lseek       移动文件读/写指针

f_tell 获取当前读/写指针

f_size 获取文件大小