基于SD卡的μC／FS文件系统在ARM上的移植研究
- 格式：pdf
- 大小：165.41 KB
- 文档页数：2
应 用 研 究
Ｉ ｒ 数 字 ｉ 技 术 用
基于 Ｓ Ｄ卡的 ｖ Ｌ Ｃ ／ Ｆ Ｓ 文件系统在 Ａ Ｒ Ｍ 上的移植研究
王 念 桥
（ 武汉职业技术学院电信学院 湖北武汉 ４ ３ ０ ０ ７ ４ ）
摘要 ： 分析 了实践 中广泛应用 的移动设备 上数 据保存 的问题， 说 明 了在Ａ ＲＭ系统 上应 用ｓ Ｄ卡作为存储 器移植 ｃ ／ Ｆ ｓ 的方法 。 由ｆ ｆ － Ｓ Ｄ卡有 两种 工作 模式， 提 出了接 口隔 离的 策略 ， 避免依赖 于ｓ Ｄ卡的 工作模式， 从 而改进 了软件 的适应度 。 实践证 明， 该架构 实现 方便 、 易维护， 取 得 了较好 的效果 。 关键词 ： ｓ Ｄ卡 Ｃ ／ Ｆ Ｓ移 植 软件 架构 中圈分 类号 ： Ｔ Ｐ ２ ７ ４ ． ２ 文献标 识码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ０ ０ ７ — ９ ４ １ ６ （ ２ ０ １ ３ ） １ ０ — ０ ０ ９ ０ — ０ ２
一
＃ｉ ｆ Ｆ Ｓ— Ｐ０Ｓ Ｉ Ｘ— ＤＩ Ｒ— ＳＵＰ ＰＯＲＴ
＃ｄ ｅ ｆ ｉ ｎ ｅ Ｆ Ｓ — ＤＩ Ｒ— Ｍ ＡＸ０ＰＥ Ｎ
ｂ ｅ ｔ ｏ ｆ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ｙ ｈａ ｎ ｄ ｌ ｅ ｓ≈ ＃ｅ ｎ ｄ ｉ ｆ
４ ／＊ Ｍ ａ ｘ ｉ ｍｕ ｍ ｒ ｍ ｍ—
随着嵌入式系统广泛地应用于工业生产及 日常生活等各领域 ， （ １ ） 如果系统使用了操作系统 ， 则在文件Ｉ ｓ ＿ ｏｒ ｃ ｄ． ｈ中， 设置相 应 其功能变得更加多元化 ， 产生的数据量也逐渐增加。 通常， 这些数据 的系 统 ： 需要及时地保存到存储器 中以备将来使用， 因而对于存储器也提 出 ＃ｄｅ ｆ ｉ ｎ ｅ ＦＳ — ＯＳ — Ｕ ＣＯＳ ＿ Ｉ Ｉ １ ／｝ １ ＝ｕ ｓ ｅ ＯＳ －Ｉ Ｉ ／ 了更多需求。 一般地 ， 嵌入 式系统中的存储器要求可移动性好 、 可靠 “Ｃ／ 性高、 容量 大 、 速度 快 等 特 点 。 嵌 入 式 系统 中常 用 的存 储 器 有 Ｃ Ｆ 卡、 （ ２ ） 如 果希 望 文 件 系 统 支持 目录 操 作 ， 则 在 文件 Ｉ ｓ ＿ ｃ ｏ ｒ ｄ ． ｈ中 ， 作 ＭＭ Ｃ 卡、 Ｓ Ｄ卡 、 Ｔ Ｆ （ Ｍｉ ｃ ｒ ｏ Ｓ Ｄ ） 卡、 工 业 电子 盘 等 等 。 Ｓ Ｄ 卡 是 目前 广 如 下 设 置 ： ， ． 泛使用的一种存储器 ， 其特点是重量轻 、 体积小 、 快速安全等 ， 它 由 ＃ｄ ｅ ｆ ｉ ｎ ｅ ＦＳ Ｌ ＰＯＳ Ｉ Ｘ— ＤＩ Ｒ— Ｓ ＵＰ Ｐ０ＲＴ １ ／＊ ＰＯＳ Ｉ Ｘ １ ０ ０ ３ ． １
ＭＭＣ 卡发展而来 ， 且 与 ＭＭ Ｃ 卡保 持 向 上 兼容 。
ｌ ｉ ｋｅ ｄｉ ｒ ｅ ｃｔ ｏｒ ｙ ｓ ｕｐｐｏ ｒ ｔ ，
为方便开发 ， 一般 嵌 入 式 系统 会 移 植 操作 系统 。 Ｃ ／ Ｏ Ｓ －Ⅱ是 个开源的实时嵌入式操作系统 ， 在嵌入式领域有广泛的应用 ， 但它 只 是一 个 实时 陛的 内核 ， 没 有提 供 文件 管理 功 能 ， 不 能 满足 数据 存 储 的需求。 为此 ， 可在 Ｃ ／ Ｏ Ｓ —Ｉ Ｉ 内核之上增加文件系统。 Ｃ ／ Ｆ Ｓ 就 是应用于 ｕ Ｃ ／ ＯＳ －Ⅱ内核之上的一个文件系统层 ， 内置对Ｆ Ａ Ｔ文 件系统 的支持 。 本文采用Ｓ Ｄ 卡作为物理存储介质 ， 将 Ｃ ／ Ｆ Ｓ 移植 到 采 用 Ｃ ／ Ｏ Ｓ －Ｉ Ｉ 作 为 操 作 系 统 的ＡＲＭ系 统 上 。
（ ３ ） 在 文件 ｆ ｓ ＿ ｃ ｏ ｎ ｆ ． ｈ中 ， 选择 ＭＭ Ｃ 设备驱动 ， 使 其 支 持Ｓ Ｄ卡 。
＃ｄ ｅ ｆ ｉ ｎ ｅ Ｆ Ｓ— ＵＳＥ — ＭＭ Ｃ — ＤＲＩ ＶＥ Ｒ ＃ｄ ｅ ｆ ｉ ｎ ｅ Ｆ Ｓ — Ｍ Ｍ Ｃ— Ｍ ＡＸＵＮＩ Ｔ ＃ｄ ｅ ｆ ｉ ｎ ｅ ＦＳ — ＭＭ Ｃ— ＣＡＣＨ Ｅ ＮＵＭ １ １ １ ０
设 定 系 统 中 作为 文件 存储 器 的Ｓ Ｄ 设 备的数量 ： 如 果 需 要 为 设备 提供 缓 存 ， 则 在 下 面设 定 期 望 的 缓 存 大 小 ： １ Βιβλιοθήκη ｕ Ｃ Ｉ Ｆ Ｓ 文件 系统
“Ｃ ／ Ｆ Ｓ 与 Ｃ ／ Ｏ Ｓ －Ⅱ出 自同一 公 司 ， 可 以 很方 便 地 移植 到基 于 ｃ ／ ｏ ｓ －１ Ｉ 的嵌入式系统 。 实际上 ， “Ｃ ／ Ｆ Ｓ 采用标 准ＡＮ Ｓ Ｉ Ｃ 编写 ， 可 以方便地移植到任何操作 系统 。 ｕ Ｃ ／ Ｆ Ｓ １ ． Ｘ版文件系统 采 用分 层 的 方 式 设 计 ， 如图１ 所示 。 ＡＰ Ｉ 层 是 应 用 程序 与 ｂ ｔ Ｃ ／ Ｆ Ｓ 文件系统的接 口， 包 含 一 个 函数 库， 提供了诸￣ Ｕ Ｆ Ｓ ＿ Ｆ Ｏ ｐ ｅ ｎ ，Ｆ Ｓ ＿ Ｆ Ｗｒ ｉ ｔ ｅ 等文件 操作 函数 。 ＡＰ Ｉ 层在 这 些函数 内部调用文件系统操作 ， 完成 实际的文件操作。 文件系统 层将文件操作转换成对逻辑存储块 的访问， 并通过指定驱动器选择 实际的物理设备 。 逻辑块层封装 了底层设备驱动接 口， 向文件系统 层提 供 了一个 简单 易 用 的接 口。 设 备 驱动 层提 供 对 物 理 存储 设 备 的 实 际访 问接 口， 比如对扇 区的读写等操作。 目前 Ｃ ／ Ｆ Ｓ 在 文件 系统层提供 了对Ｆ Ａ Ｔ的支持 ， 然而Ａ Ｐ Ｉ 也 可 以支持其它文件 系统 ， 因此 ， 只要提供 合适的接 口， ｕ Ｃ ／ Ｆ Ｓ 也可 以支 持 其 它 文件 系统 。
Ｃ／ ＦＳ中还有数个 与移植相 关 的地方 需要注意 。 在文件 Ｆｓ ｉ ｎ ｆ ｏ ． ｃ ｅ ｏ， 保 留与Ｓ Ｄ设备驱动相关的结构定义。
Ｉ ｒ 数 字 ｉ 技 术 用
基于 Ｓ Ｄ卡的 ｖ Ｌ Ｃ ／ Ｆ Ｓ 文件系统在 Ａ Ｒ Ｍ 上的移植研究
王 念 桥
（ 武汉职业技术学院电信学院 湖北武汉 ４ ３ ０ ０ ７ ４ ）
摘要 ： 分析 了实践 中广泛应用 的移动设备 上数 据保存 的问题， 说 明 了在Ａ ＲＭ系统 上应 用ｓ Ｄ卡作为存储 器移植 ｃ ／ Ｆ ｓ 的方法 。 由ｆ ｆ － Ｓ Ｄ卡有 两种 工作 模式， 提 出了接 口隔 离的 策略 ， 避免依赖 于ｓ Ｄ卡的 工作模式， 从 而改进 了软件 的适应度 。 实践证 明， 该架构 实现 方便 、 易维护， 取 得 了较好 的效果 。 关键词 ： ｓ Ｄ卡 Ｃ ／ Ｆ Ｓ移 植 软件 架构 中圈分 类号 ： Ｔ Ｐ ２ ７ ４ ． ２ 文献标 识码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ０ ０ ７ — ９ ４ １ ６ （ ２ ０ １ ３ ） １ ０ — ０ ０ ９ ０ — ０ ２
一
＃ｉ ｆ Ｆ Ｓ— Ｐ０Ｓ Ｉ Ｘ— ＤＩ Ｒ— ＳＵＰ ＰＯＲＴ
＃ｄ ｅ ｆ ｉ ｎ ｅ Ｆ Ｓ — ＤＩ Ｒ— Ｍ ＡＸ０ＰＥ Ｎ
ｂ ｅ ｔ ｏ ｆ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ｙ ｈａ ｎ ｄ ｌ ｅ ｓ≈ ＃ｅ ｎ ｄ ｉ ｆ
４ ／＊ Ｍ ａ ｘ ｉ ｍｕ ｍ ｒ ｍ ｍ—
随着嵌入式系统广泛地应用于工业生产及 日常生活等各领域 ， （ １ ） 如果系统使用了操作系统 ， 则在文件Ｉ ｓ ＿ ｏｒ ｃ ｄ． ｈ中， 设置相 应 其功能变得更加多元化 ， 产生的数据量也逐渐增加。 通常， 这些数据 的系 统 ： 需要及时地保存到存储器 中以备将来使用， 因而对于存储器也提 出 ＃ｄｅ ｆ ｉ ｎ ｅ ＦＳ — ＯＳ — Ｕ ＣＯＳ ＿ Ｉ Ｉ １ ／｝ １ ＝ｕ ｓ ｅ ＯＳ －Ｉ Ｉ ／ 了更多需求。 一般地 ， 嵌入 式系统中的存储器要求可移动性好 、 可靠 “Ｃ／ 性高、 容量 大 、 速度 快 等 特 点 。 嵌 入 式 系统 中常 用 的存 储 器 有 Ｃ Ｆ 卡、 （ ２ ） 如 果希 望 文 件 系 统 支持 目录 操 作 ， 则 在 文件 Ｉ ｓ ＿ ｃ ｏ ｒ ｄ ． ｈ中 ， 作 ＭＭ Ｃ 卡、 Ｓ Ｄ卡 、 Ｔ Ｆ （ Ｍｉ ｃ ｒ ｏ Ｓ Ｄ ） 卡、 工 业 电子 盘 等 等 。 Ｓ Ｄ 卡 是 目前 广 如 下 设 置 ： ， ． 泛使用的一种存储器 ， 其特点是重量轻 、 体积小 、 快速安全等 ， 它 由 ＃ｄ ｅ ｆ ｉ ｎ ｅ ＦＳ Ｌ ＰＯＳ Ｉ Ｘ— ＤＩ Ｒ— Ｓ ＵＰ Ｐ０ＲＴ １ ／＊ ＰＯＳ Ｉ Ｘ １ ０ ０ ３ ． １
ＭＭＣ 卡发展而来 ， 且 与 ＭＭ Ｃ 卡保 持 向 上 兼容 。
ｌ ｉ ｋｅ ｄｉ ｒ ｅ ｃｔ ｏｒ ｙ ｓ ｕｐｐｏ ｒ ｔ ，
为方便开发 ， 一般 嵌 入 式 系统 会 移 植 操作 系统 。 Ｃ ／ Ｏ Ｓ －Ⅱ是 个开源的实时嵌入式操作系统 ， 在嵌入式领域有广泛的应用 ， 但它 只 是一 个 实时 陛的 内核 ， 没 有提 供 文件 管理 功 能 ， 不 能 满足 数据 存 储 的需求。 为此 ， 可在 Ｃ ／ Ｏ Ｓ —Ｉ Ｉ 内核之上增加文件系统。 Ｃ ／ Ｆ Ｓ 就 是应用于 ｕ Ｃ ／ ＯＳ －Ⅱ内核之上的一个文件系统层 ， 内置对Ｆ Ａ Ｔ文 件系统 的支持 。 本文采用Ｓ Ｄ 卡作为物理存储介质 ， 将 Ｃ ／ Ｆ Ｓ 移植 到 采 用 Ｃ ／ Ｏ Ｓ －Ｉ Ｉ 作 为 操 作 系 统 的ＡＲＭ系 统 上 。
（ ３ ） 在 文件 ｆ ｓ ＿ ｃ ｏ ｎ ｆ ． ｈ中 ， 选择 ＭＭ Ｃ 设备驱动 ， 使 其 支 持Ｓ Ｄ卡 。
＃ｄ ｅ ｆ ｉ ｎ ｅ Ｆ Ｓ— ＵＳＥ — ＭＭ Ｃ — ＤＲＩ ＶＥ Ｒ ＃ｄ ｅ ｆ ｉ ｎ ｅ Ｆ Ｓ — Ｍ Ｍ Ｃ— Ｍ ＡＸＵＮＩ Ｔ ＃ｄ ｅ ｆ ｉ ｎ ｅ ＦＳ — ＭＭ Ｃ— ＣＡＣＨ Ｅ ＮＵＭ １ １ １ ０
设 定 系 统 中 作为 文件 存储 器 的Ｓ Ｄ 设 备的数量 ： 如 果 需 要 为 设备 提供 缓 存 ， 则 在 下 面设 定 期 望 的 缓 存 大 小 ： １ Βιβλιοθήκη ｕ Ｃ Ｉ Ｆ Ｓ 文件 系统
“Ｃ ／ Ｆ Ｓ 与 Ｃ ／ Ｏ Ｓ －Ⅱ出 自同一 公 司 ， 可 以 很方 便 地 移植 到基 于 ｃ ／ ｏ ｓ －１ Ｉ 的嵌入式系统 。 实际上 ， “Ｃ ／ Ｆ Ｓ 采用标 准ＡＮ Ｓ Ｉ Ｃ 编写 ， 可 以方便地移植到任何操作 系统 。 ｕ Ｃ ／ Ｆ Ｓ １ ． Ｘ版文件系统 采 用分 层 的 方 式 设 计 ， 如图１ 所示 。 ＡＰ Ｉ 层 是 应 用 程序 与 ｂ ｔ Ｃ ／ Ｆ Ｓ 文件系统的接 口， 包 含 一 个 函数 库， 提供了诸￣ Ｕ Ｆ Ｓ ＿ Ｆ Ｏ ｐ ｅ ｎ ，Ｆ Ｓ ＿ Ｆ Ｗｒ ｉ ｔ ｅ 等文件 操作 函数 。 ＡＰ Ｉ 层在 这 些函数 内部调用文件系统操作 ， 完成 实际的文件操作。 文件系统 层将文件操作转换成对逻辑存储块 的访问， 并通过指定驱动器选择 实际的物理设备 。 逻辑块层封装 了底层设备驱动接 口， 向文件系统 层提 供 了一个 简单 易 用 的接 口。 设 备 驱动 层提 供 对 物 理 存储 设 备 的 实 际访 问接 口， 比如对扇 区的读写等操作。 目前 Ｃ ／ Ｆ Ｓ 在 文件 系统层提供 了对Ｆ Ａ Ｔ的支持 ， 然而Ａ Ｐ Ｉ 也 可 以支持其它文件 系统 ， 因此 ， 只要提供 合适的接 口， ｕ Ｃ ／ Ｆ Ｓ 也可 以支 持 其 它 文件 系统 。
Ｃ／ ＦＳ中还有数个 与移植相 关 的地方 需要注意 。 在文件 Ｆｓ ｉ ｎ ｆ ｏ ． ｃ ｅ ｏ， 保 留与Ｓ Ｄ设备驱动相关的结构定义。
