FatFs学习笔记

一、通过格式化命令-看磁盘文件系统的建立过程1、添加format命令，单步调试所有的底层驱动函数都已经准备好。

添加格式化命令format后，编译下载。

Format命令的执行主要是调用f_mkfs（）函数，下面进行单步调试。

以下主要列出函数的主要执行步骤：res=f_mkfs( 0, 1, 4096 ); //1表示不需要引导扇区。

4096是8个扇区。

进入f_mkfs（）函数，这里只列出主要执行步骤：if (disk_ioctl(drv, GET_SECTOR_COUNT, &n_part) != RES_OK || n_part < MIN_SECTOR)return FR_MKFS_ABORTED;这个函数调用后，n_part=0x000F,3400 = 996 352，这是SD的总块数。

allocsize /= SS(fs); 等于8/*Number of sectors per cluster */n_clst = n_part / allocsize; //等于0x1E680 = 124 544 簇。

if (n_clst >= 0xFFF5) fmt = FS_FAT32; 所以文件系统确定为FAT32类型。

n_fat = ((n_clst * 4) + 8 + SS(fs) - 1) / SS(fs); 等于0x3CE = 974，表示FAT要占据974个扇区。

n_rsv = 33 - partition; 保留扇区32个。

n_dir = 0;b_fat = b_part + n_rsv; /* FATs start sector 32扇区*/b_dir = b_fat + n_fat * N_FATS; /* Directory start sector 0x3EE =1006，由于FAT表个数设为1个，所以目录区=FAT起始+FAT占用扇区数*/b_data = b_dir + n_dir; /* Data start sector */以上三项确定FAT区域、根目录区、数据区的起始扇区。

详细了解并学习FatFS文件系统的基本原理最近做的spi flash，本打算弄个文件系统，由于之前用过了JFFS、YAFFS和TrueFFS，代码量都相当的大，这次想找款代码量不那么吓人的，学习一下，听说配置会相对复杂一些。

选来选去，最终选定了FatFS，代码量足够的小，最新的R0.09版本只有1个.c文件(当然，还有一个底层的要自己写，option文件夹里的无视)，老点版本就更小了。

而且更新很频繁，用户量也够大，就选定它了。

尽管最后由于硬件和项目原因未能实际的移植它到vxWorks，但学过的还是要记录下。

在这里http://elm-chan/fsw/ff/00index_el下载源码，只有800多K，小的可怜，还可以下载示例程序，有A VR、Win32、lpc等多平台已实现的方案。

打开看src文件夹，一个opTIon 文件夹、00readme.txt、diskio.h、ff.c、ff.h、ffconf.h和interger.h。

移植时需要修改的文件主要包括ffconf.h和interger.h，后者是在它的定义与目标平台上的有冲突，或者用的不习惯时修改的。

在做具体修改之前，先大概阅读下FatFS的源代码，可以先读integer.h,了解所用的数据类型，然后是ff.h,了解文件系统所用的数据结构和各种函数声明，再就是diskio.h，了解与介质相关的数据结构和操作函数。

ff.c这个文件相对较大，可以在最后将所实现的函数大致扫描一遍，之后根据用户应用层程序调用函数的次序仔细阅读相关代码。

各个文件都可以直接用记事本打开查阅，非常方便。

ff.h中的几个结构体十分重要，列举如下，首先是最基础的文件系统结构体：view plaincopy to clipboardprint?/* File system object structure (FATFS) */typedef struct {BYTE fs_type; /* FAT子类型，一般在mount时用，置0表示未挂载*/BYTE drv; /* 物理驱动号，一般为0*/BYTE csize; /* 每个簇的扇区数目(1,2,4...128) */BYTE n_fats; /* 文件分配表的数目(1,2) */。

fatfs文件系统函数FatFs 文件系统函数详解导语：FatFs 是一个跨平台、开源的文件系统实现，广泛应用于嵌入式设备。

本文将详细介绍 FatFs 文件系统函数的使用方法和实现原理。

第一节：FatFs 是什么？1.1 背景介绍嵌入式设备通常需要一个文件系统来管理储存和访问数据，而 FatFs 就是一个能够在 flash、SD 卡等储存介质上运行的文件系统实现。

1.2 FatFs 的功能FatFs 提供了一系列的文件系统函数，包括文件的创建、删除、读取、写入，目录的创建、删除、改名等。

同时，FatFs 还提供了簇管理、簇链、簇链索引的功能，以及对文件系统的格式化、检查、优化等操作。

第二节：FatFs 的使用方法2.1 环境配置在开始使用 FatFs 之前，首先要配置开发环境。

基本的配置包括硬件平台的选择和文件系统的选择。

FatFs 支持多种平台，如ARM、AVR、PIC、STM32等，并且支持多种文件系统类型，如FAT12、FAT16、FAT32等。

2.2 创建文件系统对象在使用 FatFs 的文件系统函数之前，需要先创建一个文件系统对象，并为其指定一个驱动器号。

驱动器号可以认为是一个逻辑卷，可以是实体存储介质上的一个分区或一个逻辑卷。

2.3 挂载文件系统在文件系统对象创建之后，需要通过调用 f_mount 函数来将文件系统对象挂载到系统中。

挂载文件系统的过程中，需要指定文件系统类型、逻辑卷号等参数。

2.4 文件的创建、打开和关闭通过使用文件系统函数可以创建、打开和关闭文件。

使用 f_open 函数可以创建一个新文件或打开一个已有的文件，指定打开的方式（读、写、追加等）和文件名。

使用 f_close 函数可以关闭一个已打开的文件。

2.5 文件的读取和写入文件系统函数提供了对文件的读取和写入操作。

通过 f_read 函数可以从文件中读取数据，指定读取的缓冲区和读取的大小。

通过 f_write 函数可以向文件中写入数据，指定写入的缓冲区和写入的大小。

FATFS深⼊理解⼀、通过格式化命令-看磁盘⽂件系统的建⽴过程1、添加format命令，单步调试所有的底层驱动函数都已经准备好。

添加格式化命令format后，编译下载。

Format命令的执⾏主要是调⽤f_mkfs（）函数，下⾯进⾏单步调试。

以下主要列出函数的主要执⾏步骤：res=f_mkfs( 0, 1, 4096 ); //1表⽰不需要引导扇区。

4096是8个扇区。

进⼊f_mkfs（）函数，这⾥只列出主要执⾏步骤：if (disk_ioctl(drv, GET_SECTOR_COUNT, &n_part) != RES_OK || n_part < MIN_SECTOR)return FR_MKFS_ABORTED;这个函数调⽤后，n_part=0x000F,3400 = 996 352，这是SD的总块数。

allocsize /= SS(fs); 等于8/*Number of sectors per cluster */n_clst = n_part / allocsize; //等于0x1E680 = 124 544 簇。

if (n_clst >= 0xFFF5) fmt = FS_FAT32; 所以⽂件系统确定为FAT32类型。

n_fat = ((n_clst * 4) + 8 + SS(fs) - 1) / SS(fs); 等于0x3CE = 974，表⽰FAT要占据974个扇区。

n_rsv = 33 - partition; 保留扇区32个。

n_dir = 0;b_fat = b_part + n_rsv; /* FATs start sector 32扇区*/b_dir = b_fat + n_fat * N_FATS; /* Directory start sector 0x3EE =1006，由于FAT表个数设为1个，所以⽬录区=FAT起始+FAT 占⽤扇区数*/b_data = b_dir + n_dir; /* Data start sector */以上三项确定FAT区域、根⽬录区、数据区的起始扇区。

STM32笔记（六）SD卡的读写和FatFS文件系统因为要用，学习了一下SPI操作SD卡，同时移植了一个免费开源的FAT文件系统：FatFS。

感觉挺好，在单片机上实现了读写文件的操作，接下来就可以解释我的G代码咯！我的SD卡底层操作参考了网上几种常见的代码，但又对其结构做了一定的优化，至少看起来用起来比较方便。

既可以作为文件系统的diskio使用，也可以直接使用底层函数，把SD卡作为一块flash读写。

FatFs文件系统体积蛮小，6-7K足矣，对于128Kflash的STM32来说很合适，代价不大。

同时可移植性很高，最少只需要4个函数修改既可以实现文件系统的移植。

相关文件系统的介绍请看这里。

这里给一套比较完整的参考资料，包括fatfs文件系统的原版资料、几个重要的手册和网上下载的代码。

/bbs/bbs_content.jsp?bbs_sn=3210864&bbs_page_no=1&bbs_id=3020 下面是我的代码：其中底层的SPI总线对SD卡的操作在SPI_SD_driver.c/h中，而FATFS的移植文件diskio.c中对磁盘的操作函数中将调用底层的操作函数。

下面是一些底层操作函数：u8 SPI_ReadWriteByte(u8 TxData); //SPI总线读写一个字节u8 SD_WaitReady(void); //等待SD卡就绪u8 SD_SendCommand(u8 cmd, u32 arg, u8 crc); //SD卡发送一个命令u8 SD_SendCommand_NoDeassert(u8 cmd, u32 arg, u8 crc); //SD卡发送一个命令，不断线u8 SD_Init(void); //SD卡初始化u8 SD_ReceiveData(u8 *data, u16 len, u8 release); //SD卡读数据u8 SD_GetCID(u8 *cid_data); //读SD卡CIDu8 SD_GetCSD(u8 *csd_data); //读SD卡CSDu32 SD_GetCapacity(void); //取SD卡容量u8 SD_ReadSingleBlock(u32 sector, u8 *buffer); //读一个sectoru8 SD_WriteSingleBlock(u32 sector, const u8 *buffer); //写一个sectoru8 SD_ReadMultiBlock(u32 sector, u8 *buffer, u8 count); //读多个sectoru8 SD_WriteMultiBlock(u32 sector, const u8 *data, u8 count); //写多个sector这是diskio.c中的一段代码，在disk初始化中，我们调用了SPI_SD_driver.c中的SD卡初始化函数。

FAT文件系统部分摘记FAT文件系统部分摘记1、磁道当磁盘在旋转时，磁头若保持在一个位置上，则每个磁头都会在磁盘表面划出一个圆形轨迹，这些圆形轨迹就叫做磁道。

每张盘片上的磁道由外向内依次从“0”开始进行编号。

虽然磁道的编号是“由外向内依次从“0”开始进行编号”，但这并不意味着“0”磁道是位于磁盘片的最外沿的。

固件区的物理位置有的位于比“0”磁道更靠近磁盘片的外缘的磁道上。

有的位于磁盘片的中部。

2、扇区磁盘上的每个磁道被等分为若干个弧段，这些弧段便是磁盘的扇区。

每个扇区大小为512字节。

扇区从“1”开始编号。

3、DOC分区虽然我们的存储介质没有分区（你的u盘，sd卡等小容量存储介质肯定没有分区的吧）。

但是在文件系统初始化的开始我们必须通过MBR获取分区表项的数据，以获得CHS、LBA参数以及分区大小扇区数，否则就无法知道你文件系统的起始物理扇区号Microsoft将使用DOC分区体系的磁盘称为“主引导记录（Mas ter Boot recorder，MBR）”磁盘，这是对于使用“全局ID分区表（GUID Partition T able， GPT）磁盘”而言的。

4、主引导记录扇区使用“DOC分区”体系时，磁盘的第一个——也就是0号扇区被称为主引导记录扇区，也称为主引导记录MBR（Master Boot record er，MBR）。

MBR由446个字节的引导代码、64字节的主分区（4个）表及两个字节的签名值“55 AA”组成。

5、FAT文件系统简介文件系统会在你把文件存放到某个目录下时记录下你文件的信息（文件存放的起始簇号，文件大小，文件创建、修改、访问、保存的时间等等），当你下次要打开那个文件时，文件系统就根据已知的文件信息去寻找它，找到后，你就又可以读，写，修改，移动你的文件了，并且文件系统会同时更新。

文件系统会在你把文件存放到某个目录下时记录下你文件的信息（文件存放的起始簇号，文件大小，文件创建、修改、访问、保存的时间等等），当你下次要打开那个文件时，文件系统就根据已知的文件信息去寻找它，找到后，你就又可以读，写，修改，移动你的文件了，并且文件系统会同时更新。

FATFS文件系统剖析1：FAT16：数据按照其不同的特点和作用大致可分为5部分：MBR区、DBR区、FAT区、DIR区和DATA区，相比fat12多了DBR区Main boot record: MBR（0--1bdh）磁盘参数存放DPT（1beh--1fdh）磁盘分区表55，aa 分区结束标志DBR（Dos Boot Record）是操作系统引导记录区的意思FAT区（有两个，一个备份）：对于fat16，每一个fat项16位，所以可寻址的簇项数为65535（2的16次方）。

而其每簇大小不超过32k，所以其每个分区最大容量为2G。

fat32，每一个fat项32位，可寻址簇数目为2的32次方。

DIR区（根目录区）：紧接着第二FAT表（即备份的FAT表）之后，记录着根目录下每个文件（目录）的起始单元，文件的属性等。

定位文件位置时，操作系统根据DIR中的起始单元，结合FAT表就可以知道文件在硬盘中的具体位置和大小了。

DATA区：实际文件内容存放区。

FAT32：暂时放在这里，不讨论！Fatfs：嵌入式fat文件系统，支持fat16，fat32。

包含有ff.h,diskio.h,integer.h,ffconf.h 四个头文件以及ff.c 文件系统实现。

当然要实现具体的应用移植，自己要根据diskio.h实现其diskio。

c 底层驱动。

diskio.h : 底层驱动头文件ff.h : 文件系统实现头文件，定义有文件系统所需的数据结构ff.c : 文件系统的具体实现如下开始逐个文件加以分析：integer.h :仅实现数据类型重定义,增加系统的可移植性。

ffconf.h : 文件系统配置---逐个配置，先配置实现一个最小的fat文件系统,下面来分析各配置选项：#define _FFCONF 8255 //版本号#define _FS_TINY 0 /* 0:Normal or 1:Tiny */ //在这里与先前版本有些许变化，是通过配置头配置两种不同大小的文件系统，这里配置为0。

STM32之FATFS文件系统(SPI方式)笔记BY:T7Date:20171202At:YSU_B307开发环境：uVision: V5.12.0.0STM32F103V8T6库版本: STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0FATSF : ff13a工程版本：FATFS_V1日期：20171130硬件连接：SPI1_CS -> PA4 SPI1_CLK -> PA5 SPI1_MISO -> PA6 SPI1_MOSI -> PA7工程功能：建立在SPI_SD的基础上，完成文件系统的初步接触。

一、FATFS文件系统1.使用开源的FAT文件系统模块，其源代码的获取从官网：目前最新版本是：ff13a2.解压后得到两个文件：其中，documents相当于STM32的固件库使用手册，介绍FATFS系统的函数使用方法，source 中则是需要用到的源代码。

因为FATFS使用SD卡，所以FATFS的基础是SD卡的正常读写，这里采用SPI模式。

二、STM32之SD卡_SPI模式1.硬件连接：SPI1_CS -> PA4 SPI1_CLK -> PA5 SPI1_MISO -> PA6 SPI1_MOSI -> PA72.SPI模式下STM32读写SD卡的工程结构在确定STM32使用SPI模式读写SD卡没有问题后，进入FATSF文件系统的实验，另源代码在文档最后。

三、FATSF文件系统移植1.配置工程环境1)STM32读写SD卡-SPI模式成功2)将解压后的ff13a整个文件夹赋值到工程目录下，如图：3)返回到MDK界面下，添加ff13a项目组,并把ff13a\source\目录下ff.c，diskio.c，ffunicode.c，ffsystem.c添加到项目组中，如下列图：4)在Target Options的C++编译器选项中添加文件包含路径，如下列图四、为FATSF文件系统添加底层驱动〔一〕在diskio.c中添加函数代码1.DSTATUS disk_status (BYTE pdrv); 添加完成后如下列图2.DSTATUS disk_initialize (BYTE pdrv); 添加完成后如下列图3.DRESULT disk_read (BYTE pdrv, BYTE* buff, DWORD sector, UINT count);4.DRESULT disk_write (BYTE pdrv, const BYTE* buff, DWORD sector, UINT count);5.DRESULT disk_ioctl (BYTE pdrv, BYTE cmd, void* buff);6.DWORD get_fattime (void);注意：在diskio.c中DEV_MMC的宏定义要为0，如下列图（二）打开Ffconf.h函数1.改变FF_CODE_PAGE的值如下2.改变FF_USE_LFN的值如下五、Main主函数Main.c函数如下代码：#include "main.h"#define ONE_BLOCK 512#define TWO_BLOCK 1024uint8_t sd_RxBuf[TWO_BLOCK];//SD卡数据j接收缓存区uint8_t sd_TxBuf[TWO_BLOCK] = {0};//SD卡数据j接收缓存区FRESULT res;//读写文件的返回值FIL FileSyatemSrc,FileSystemDst;//文件系统结构体，包含文件指针等成员UINT br,bw;//Fil R/W countBYTE FileRxBuffer[ONE_BLOCK];//FILE COPY BUFFER//BYTE TxFileBuffer[] = "This is the FATFS System!\r\n";BYTE TxFileBuffer[] = "中文文件系统实验！\r\n";static const char * FR_Table[]={"FR_OK：成功", /* (0) Succeeded */"FR_DISK_ERR：底层硬件错误", /* (1) A hard error occurred in the low level disk I/O layer */"FR_INT_ERR：断言失败", /* (2) Assertion failed */"FR_NOT_READY：物理驱动没有工作", /* (3) The physicaldrive cannot work */"FR_NO_FILE：文件不存在", /* (4) Could not find the file */"FR_NO_PATH：路径不存在", /* (5) Could not find the path */"FR_INVALID_NAME：无效文件名", /* (6) The path name format is invalid */"FR_DENIED：由于禁止访问或者目录已满访问被拒绝", /* (7) Access denied due to prohibited access or directory full */"FR_EXIST：由于访问被禁止访问被拒绝", /* (8) Access denied due to prohibited access */"FR_INVALID_OBJECT：文件或者目录对象无效", /* (9) The file/directory object is invalid */"FR_WRITE_PROTECTED：物理驱动被写保护", /* (10) The physical drive is write protected */"FR_INVALID_DRIVE：逻辑驱动号无效", /* (11) The logical drive number is invalid */"FR_NOT_ENABLED：卷中无工作区", /* (12) The volume has no work area */"FR_NO_FILESYSTEM：没有有效的FAT卷", /* (13) There is no valid FAT volume */"FR_MKFS_ABORTED：由于参数错误f_mkfs()被终止", /* (14) The f_mkfs() aborted due to any parameter error */"FR_TIMEOUT：在规定的时间内无法获得访问卷的许可", /* (15) Could not get a grant to access the volume within defined period */"FR_LOCKED：由于文件共享策略操作被拒绝", /* (16) The operation is rejected according to the file sharing policy */"FR_NOT_ENOUGH_CORE：无法分配长文件名工作区", /* (17) LFN working buffer could not be allocated */"FR_TOO_MANY_OPEN_FILES：当前打开的文件数大于_FS_SHARE", /* (18) Number of open files > _FS_SHARE */"FR_INVALID_PARAMETER：参数无效" /* (19) Given parameter is invalid */};int main(void){int i = 0;FATFS fs;//记录文件系统盘符信息的结构体LED_Init();USARTx_Init();/* 调用f_mount()创建一个工作区，另一个功能是调用了底层的disk_initialize()函数，进行SDIO借口的初始化*/res = f_mount(&fs, "0:", 1 );if (res != FR_OK){printf("挂载文件系统失败(%s)\r\n", FR_Table[res]);}else{printf("挂载文件系统成功(%s)\r\n", FR_Table[res]);}/* 调用f_open()函数在刚刚开辟的工作区的盘符0下打开一个名为Demo.TXT的文件，以创建新文件或写入的方式打开(参数"FA_CREATE_NEW | FA_WRITE"),如果不存在的话则创建这个文件。

fatfs 读写模式解析摘要：1.FATFS 文件系统概述2.FATFS 文件系统的读写模式3.FATFS 文件系统的优缺点正文：【FATFS 文件系统概述】FATFS(File Allocation Table File System) 是一种常见的文件系统，常用于存储设备中，例如硬盘、U 盘、SD 卡等。

FATFS 文件系统采用表格方式来存储文件的分配表，从而实现对文件的读写管理。

FATFS 文件系统支持多种设备，并且具有较好的兼容性，因此被广泛使用。

【FATFS 文件系统的读写模式】FATFS 文件系统的读写模式分为三种：只读模式、读写模式和写保护模式。

1.只读模式：在只读模式下，用户只能读取文件，不能修改文件。

该模式通常用于只读设备，例如CD-ROM、DVD-ROM 等。

2.读写模式：在读写模式下，用户既可以读取文件，也可以修改文件。

该模式通常用于可读写设备，例如硬盘、U 盘、SD 卡等。

3.写保护模式：在写保护模式下，用户只能读取文件，不能修改文件。

该模式通常用于防止数据被误删除或修改的场景，例如某些设备的启动盘等。

【FATFS 文件系统的优缺点】FATFS 文件系统的优点包括:1.兼容性好:FATFS 文件系统可以支持多种设备，并且具有较好的兼容性，可以实现不同设备之间的数据共享。

2.稳定性好:FATFS 文件系统采用表格方式来存储文件的分配表，从而实现对文件的读写管理，具有较好的稳定性。

3.支持大容量存储:FATFS 文件系统支持大容量存储，可以满足不同设备的存储需求。

FATFS 文件系统的缺点包括:1.存储效率低:FATFS 文件系统采用表格方式来存储文件的分配表，导致存储效率较低。

2.安全性差:FATFS 文件系统采用明文方式来存储文件名和数据，容易导致数据泄露和安全问题。

3.不支持高级功能:FATFS 文件系统不支持高级功能，例如文件加密、压缩等。

【结论】FATFS 文件系统是一种常见的文件系统，采用表格方式来存储文件的分配表，实现对文件的读写管理。

fatfs避免文件碎片的方法（原创版4篇）《fatfs避免文件碎片的方法》篇1在FATFS文件系统下，要避免文件碎片，可以使用以下两种方法：1. 合理使用文件删除和写入操作：在进行文件删除和写入操作时，要尽量避免同时进行，尽量保证每个文件操作的连续性和完整性。

例如，在删除一个文件后，应立即创建一个新文件，而不是等待一段时间后再创建。

这样可以减少文件的碎片数量。

2. 定期整理磁盘空间：定期对磁盘空间进行整理，可以清除磁盘上的冗余数据和垃圾文件，减少磁盘碎片的产生。

可以使用磁盘清理工具或手动删除不需要的文件和文件夹。

《fatfs避免文件碎片的方法》篇2FATFS（File Allocation Table File System）是一种用于嵌入式系统的文件系统，它支持FAT12、FAT16和FAT32文件格式。

在FATFS中，文件碎片通常是由于频繁地删除和创建文件而导致的。

为了避免文件碎片，可以采取以下方法：1. 减少文件删除和创建操作：尽量减少频繁的文件删除和创建操作，尤其是对大文件的删除和创建。

这样可以减少文件系统中的簇变化，从而减少文件碎片的产生。

2. 定期整理磁盘空间：定期使用磁盘清理工具清理磁盘空间，释放无用的簇。

这样可以减少磁盘空间的碎片，从而提高了文件系统的性能。

3. 使用大型文件：尽量使用大型文件，而不是小文件。

这样可以减少簇的使用次数，从而减少了文件碎片的产生。

4. 使用缓存：使用缓存可以减少磁盘访问次数，从而减少了文件碎片的产生。

5. 定期备份：定期备份数据可以避免数据丢失，同时也可以减少数据碎片的产生。

《fatfs避免文件碎片的方法》篇3FATFS（File Allocation Table File System）是一种用于嵌入式系统的文件系统，它支持FAT12、FAT16和FAT32文件格式。

为了避免文件碎片，可以采取以下方法：1. 定期清理文件：定期删除不再需要的文件或文件夹，可以减少文件碎片的产生。