Cortex-m0 LPC1114移植FatFs文件系统
一、入门引导
FatFs是一个通用的文件系统模块，用于在小型嵌入式系统中实现FAT文件系统。 FatFs 的编写遵循ANSI C，因此不依赖于硬件平台。它可以嵌入到便宜的微控制器中，如 8051, PIC, AVR, SH, Z80, H8, ARM 等等，不需要做任何修改。
这是一真正开源免费的文件系统。为什么是真正呢？因为你不仅可以免费下载到源代码，免费学习研究，最重要的是用在商业用途也不用向作者缴费。最后一点可是很多打着“开源”旗号的东西比不了的。
它的文件结构图如下所示。源代码网址：http://elm-chan.org/fsw/ff/00index_e.html
支持FAT，FAT16，FAT32；
支持多扇区读写，使得效率更高；
支持长文件名读写；
支持中文；
移植步骤超级简单。
二、移植
这里FatFs是移植的R0.08版本。
下载下来以后，里面有这么几个文件：
在KEIL下编译，只需修改上面的diskio.c文件和ffconf.h文件就可以了。其中，ffconf.h文件是配置文件，可以配置文件系统支持的范围。diskio.c文件是和硬件连接的几口，把里面的几个函数实现了即可。修改以后的diskio.c文件如下所示：
/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* Inidialize a Drive?????????????????????????????????????????????? ?????*/
/*-----------------------------------------------------------------------*/
DSTATUS disk_initialize (
BYTE drv?????????????????????????? ?????? ?/* Physical drive nmuber (0..) */
)
{
DSTATUS stat;
stat = 0;
return stat;
}
/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* Return Disk Status??????????????????????????????????????????????????? */
/*-----------------------------------------------------------------------*/
DSTATUS disk_status (
BYTE drv???????????? /* Physical drive nmuber (0..) */
)
{
DSTATUS stat;
stat = 0;
return stat;
}
/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* Read Sector(s)??????????????????????????????????????????????????????? */
/*-----------------------------------------------------------------------*/
DRESULT disk_read (
BYTE drv,???????????? /* Physical drive nmuber (0..) */
BYTE *buff,???????? /* Data buffer to store read data */
DWORD sector,???? /* Sector address (LBA) */
BYTE count????????? /* Number of sectors to read (1..255) */
)
{
if (count < 1)
{
return RES_PARERR;
}
if (count == 1)? /* Single block read?? */
{
if (SD_ReadSingleBlock(sector, buff) != 0)
{
return RES_ERROR;
}
}
else???????????? ?/* Multiple block read */
{
if(SD_ReadMultiBlock(sector, buff, count) != 0)
{
return RES_ERROR;
}
}
return RES_OK;
}
/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* Write Sector(s)?????????????????????????????????????????????????????? */
/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* The FatFs module will issue multiple sector transfer request
/? (count > 1) to the disk I/O layer. The disk function should process
/? the multiple sector transfer properly Do. not translate it into
/? multiple single sector transfers to the media, or the data read/write
/? performance may be drasticaly decreased. */
#if _READONLY == 0
DRESULT disk_write (
BYTE drv,??????????????????? /* Physical drive nmuber (0..) */
const BYTE *buff, /* Data to be written */
DWORD sector,??????????? /* Sector address (LBA) */
BYTE count???????????????? /* Number of sectors to write (1..255) */
)
{
if (count < 1)
{
return RES_PARERR;
}
if (count == 1)? /* Single block write?? */
{
if (SD_WriteSingleBlock(sector, buff) != 0)
{
return RES_ERROR;
}
}
else????????????? /* Multiple block write */
{
if(SD_WriteMultiBlock(sector, buff, count) != 0)
{
return RES_ERROR;
}
}
return RES_OK;
}
#endif /* _READONLY */
/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* Miscellaneous Functions?????????????????????????????????????????????? */
/*-----------------------------------------------------------------------*/
DRESULT disk_ioctl (
BYTE drv,???????????? /* Physical drive nmuber (0..) */
BYTE ctrl,??????????? /* Control code */
void *buff???????????? /* Buffer to send/receive control data */
)
{
DRESULT res;
BYTE n, csd[16];
DWORD csize;
res = RES_ERROR;
switch (ctrl)
{
case CTRL_SYNC?????? : res = RES_OK; break;
case GET_SECTOR_COUNT: /* Get number of sectors on the disk (WORD) */
if(SD_GetCSD(csd) == 0)
{
if((csd[0] >> 6) == 1) /* SDC ver 2.00 */
{
csize = ((DWORD)csd[9]) + ((DWORD)csd[8] << 8) + 1;
*(DWORD*)buff = (DWORD)csize << 10;
}
else /* MMC or SDC ver 1.XX */
{
n = (csd[5] & 0x0F) + ((csd[10] & 0x80) >> 7) + ((csd[9] & 0x03) << 1) + 2;
csize = (csd[8] >> 6) + ((WORD)csd[7] << 2) + ((WORD)(csd[6] & 0x03) << 10) + 1;
*(DWORD*)buff = (DWORD)csize << (n - 9);
}
res = RES_OK;
}
break;
case GET_SECTOR_SIZE : /* Get sectors on the disk (WORD) */
*(DWORD*)buff = 512;
res = RES_OK;
break;
case GET_BLOCK_SIZE? : if (SD_GetCSD(csd) == 0) /* Read CSD */
{
*(DWORD*)buff = (((csd[10] & 0x3F) << 1) + ((WORD)(csd[11] & 0x80) >> 7) + 1) << ((csd[13] >> 6) - 1);
res = RES_OK;
}
break;
default????????????? : res = RES_OK; break;
}
return res;
}
/*******************************************************************************
*???????????????????????????????????? End Of File
*******************************************************************************/
上面一共有五个函数：
DSTATUS disk_initialize (BYTE);
DSTATUS disk_status (BYTE);
DRESULT disk_read (BYTE, BYTE*, DWORD, BYTE);
#if?? _READONLY == 0
DRESULT disk_write (BYTE, const BYTE*, DWORD, BYTE);
#endif
DRESULT disk_ioctl (BYTE, BYTE, void*);
第一个函数用来初始化SD卡；
第二个函数返回0就可以；
第三个和第四个函数是SD卡的写函数，把读写单扇区和多扇区函数放到里面就可以。
第五个函数用来获取SD卡的扇区大小等信息。把GET_SECTOR_COUNT、GET_SECTOR_SIZE、GET_BLOCK_SIZE这三个命令实现了即可。
然后，再加一个
DWORD get_fattime (void)
{
return 0;
}
函数，这个函数放到ffconf.h或ff.c文件里都可以。这个函数是返回时钟的，由于LPC1114没有实时时钟功能，这里直接返回0。
到这里。文件系统移植就成功了。不过，现在的文件系统还不支持长文件名。
计算机系的学生对短文件名和长文件名应该比较熟悉。
短文件名是指8.3格式的文件名。8是指在点之前最多有8个字节，3是指在点之后最多有3个字节。比如ration.txt就符合这个要求，richration.txt就超标了。鉴于短文件名的缺点，后来才有了长文件名。关于长短文件名的历史和故事比较渊源！
为了让文件系统支持长文件名。需要修改ffconf.h中的参数。在ffconf.h文件中，找到这个：
#define? _USE_LFN? 0??????????? /* 0 to 3 */
把上面的_USE_LFN改成1，即可。
这时候，如果想让文件系统支持中文，还需要把ffconf.h文件中的_CODE_PAGE参数修改成936，如下所示：
#define _CODE_PAGE?? 936
然后在工程中添加cc936.c文件。这个文件在option文件夹中。
这时候，中文的长文件名也可以支持了，你写一个“中华人民共和国万岁.txt”
文件都可以了。不过，这时，你编译后，会发现无法通过。原因是LPC1114的RAM,ROM实在是太小了。原来在cc936.c文件当中，存放着GBK和Unicode的相互转换表。这两张表可谓巨大呀！所以这个文件也要改动一下了。改动方法如下：
一．把两张装换表全部删除。（因为这两张表已经在W25X16中了）
二．修改一个函数。（转码函数）
三．完成。
简单吧！
在cc936.c文件当中，一共有两张表和两个函数，我们需要修改的函数如下：
WCHAR ff_convert (?? /* Converted code, 0 means conversion error */
WCHAR??? src,??? /* Character code to be converted */
UINT???????? dir????????????? /* 0: Unicode to OEMCP, 1: OEMCP to Unicode */
)
{
WCHAR c;
uint32 offset;?????? ? ?// W25X16地址偏移
uint8 GBKH,GBKL;?? // GBK码高位与低位
uint8 unigbk[2];?? // 暂存GBK高位与低位字节
uint8 gbkuni[2];? ?// 暂存UNICODE高位与低位字节
if (src < 0x80) {? /* ASCII */
c = src;
}
else
{
if(dir == 0) ?/* Unicode to OEMCP */
{
switch(src)
{
case 0x3001: c = 0xA1A2;break;??? ? ?// 支持符号： 、 中文顿号
case 0x300A: c = 0xA1B6;break;??? ?// 支持符号：《
case 0x300B: c = 0xA1B7;break; ???//? 支持符号：》
case 0x201C: c = 0xA1B0;break;?? ? ?// 支持符号： “ 中文左双引号
case 0x201D: c = 0xA1B1;break;??? ?// 支持符号：”?? 中文右双引号
case 0x2606: c = 0xA1EE;break; ? ???//? 支持符号：☆
case 0x2605: c = 0xA1EF;break;??? ?? // 支持符号： ★
case 0x2018: c = 0xA1AE;break;??? ?// 支持符号：‘ 中文左单引号
case 0x2019: c = 0xA1AF;break; ???//? 支持符号：’中文右单引号
case 0x3010: c = 0xA1BE;break;??? ? ?// 支持符号： 【
case 0x3011: c = 0xA1BF;break;???? // 支持符号： 】
case 0x3016: c = 0xA1BC;break; ???//? 支持符号：〖
case 0x3017: c = 0xA1BD;break;?? ? ?// 支持符号： 〗
case 0x2299: c = 0xA1D1;break;??? ?// 支持符号：⊙
case 0x2116: c = 0xA1ED;break; ???//? 支持符号：№
case 0x2236: c = 0xA1C3;break;??? ??// 支持符号： ∶
case 0x203B: c = 0xA1F9;break;??? ?// 支持符号：※
case 0x221E: c = 0xA1DE;break; ???//? 支持符号：∞
default:
if( (src > 0x4DFF) && (src < 0x9FA6) )// 汉字区
{
offset = ((((uint32)src - 0x4E00) * 2) + 0x0C0000);? /* 得到W25X16的UTG地址 */
W25X16_Read(unigbk,offset,2); /* 获取GBK码 */
c = (((uint16)unigbk[0])<<8)+(uint16)unigbk[1];????? /* 把GBK码给了c */
}
else c = 0xA1A1; ?// 如果是其它符号，都用符号：NULL 代替
break;
}
}
else if(dir == 1)? /* OEMCP to Unicode */
{
GBKH=(uint8)(src>>8);? // 获取GBK高位字节
GBKL=(uint8)(src);???? ?? // 获取GBK低位字节
GBKH-=0x81;
GBKL-=0x40;
offset=((uint32)192*GBKH+GBKL)*2;/* 得到W25X16的GTU地址 */
W25X16_Read(gbkuni,offset+0x0D0000,2);? ?/* 获取UNICODE码 */
c = (((uint16)gbkuni[1])<<8)+(uint16)gbkuni[0];????? /* 把UNICODE码给了c */
}
}
return c;
}
这个函数的功能是，把GBK码换成Unicode码或把Unicode码换成GBK码，关于这两个表的用途，和这两个表在W25X16中的位置，你可以在第十八章《中文字库制作》里面找到。这里就不讲了。
在上面的GBK转Unicode比较简单，直接从W25X16取值即可。
Unicode转GBK码比较复杂一些，因为在我做的转换表当中，只有汉字的码，没有任何符号。所以为了在长文件名中支持一些常用符号，才有了上面的swtich结构。在这里，如果你有时间，可以把所有的中日韩符号加上去。不过我觉得还是加上一些常用的就可以了。如果是短文件名的话，支持所有的中日韩符号。因为上面这个函数是在文件系统读写长文件名的时候才会用到的。