一、介绍：
本文以网上开源文件系统FatFs
0.01为研究对象，剖析FatFs文件系统的核心操作。FatFs目前最新版本已更新到0.10a版本，而我之所以选择0.01版本，是因为这是最早的发布版本，与最新的版本相比，去掉了很多高级应用，且代码量相对较小，宏开关也少了许多，易于阅读和理解，用来研究它的雏形再合适不过了，所以笔者选择0.01版本进行剖析。当大家了解了0.01的核心思想后，再回去看最新的版本，也就容易理解多了。
FatFs历史版本下载：http://elm-chan.org/fsw/ff/00index_e.html
在官网的最下面，能找到所有版本的下载链接。
二、重点：
1. FatFs中有两个重要的缓冲区：win[]和buffer。win[]在FATFS结构体中，buffer在FIL结构体中。
win[]：系统缓冲区。当操作MBR，DBR，FAT表，根目录区时，使用该缓冲区；
buffer：文件缓冲区。当对文件的内容进行操作时，如读、写、修改时，才使用该缓冲区。
2.
在对文件的f_read和f_write过程中（不考虑f_lseek的情况），只有需要读写的最后一个扇区（内容小于512字节）才会被暂存到buffer中，而前面的扇区内容是直接通过磁盘驱动disk_read/disk_write在用户缓冲区和物理磁盘之间进行交互的。
注意：FatFs
0.01与最新的版本还是不少差异的，如在0.01中，buffer只是个指针，需要用户自己定义文件缓冲区，并将buffer指向该缓冲区。而最新版本中，FIL已经有自己的buf[_MAX_SS]。在0.01中没有f_mount()函数，所以需要手动将全局指针FatFs指向自己定义的变量fs。具体的操作流程可参考官网上的示例代码。
三、关键函数总结：
1. f_open
f_open()
{
1. 初始化SD卡，初始化FATFS对象；
2. 查找文件的目录项；
3. 填充文件结构体FIL。
}
2. f_read
f_read()
{
1. 从物理磁盘直接读取所需扇区到用户缓冲区，这个过程中未使用buffer缓冲区；
2. 如果最后一扇区要读取的字节数少于512，则先将最后一扇区读到buffer中，然后再从buffer拷贝需要的字节到用户缓冲区中。
}
3. f_write
f_write()
{
1. 从用户缓冲区直接写入到物理磁盘，这个过程中未使用buffer缓冲区；
2.
如果要写入的最后一扇区内容少于512字节，则先从物理磁盘读取最后一扇区的内容到buffer中，然后修改buffer中的相应内容，并设置回写标记，这样下次调用f_close/f_write时，就会将buffer回写到物理磁盘中。
}
4. f_close
关键是调用了f_sync函数。
5. f_sync
f_sync()
{
1. 将buffer回写到物理磁盘中；
2. 读取文件对应的目录项到win[]中，更新参数，并回写。
}
5. move_window
move_window专用于操作win[]系统缓冲区。
move_window(B);
调用前：
执行中：
调用后：
四、源码注释
本人在不破坏源码逻辑的前提下，对FatFs
0.01源代码进行了中文注释，个别函数重新修改了排版布局，以方便阅读。结合以上示意图即伪代码，相信大家会很快理解FatFs 0.01的核心思想及架构。
/*****************************************************************************************************
文件名 ：main.c
文件描述：程序执行的主要文件，不用说也明白
创建人 ：何小龙
博客：http://blog.csdn.net/hexiaolong2009
创建时间：2012.05.16
更改历史：2012.05.29
*****************************************************************************************************/
#include "stm32f10x.h"
#include "delay.h"
#include "LED.h"
#include "diskio.h"
#include "ff.h"
#include "lcd.h"
#define FLASH_APP_ADDR 0x08010000 //第一个应用程序起始地址(存放在FLASH)
#define STM_PAGE_SIZE 2048 //注意：STM32F103ZET6的FLASH页大小为2K
//****************************************************************************************************
//全局变量声明
FATFS Fs;
FIL file;
BYTE buffer[STM_PAGE_SIZE];
FRESULT res;
UINT br;
typedef void (*fun)(void); //定义一个函数类型的参数.
fun AppStart;
/*****************************************************************************************************
函数名 ：Jump2App
功 能：从Bootloader跳转到用户APP程序地址空间
入口参数：Addr，用户APP的起始执行地址
出口参数：无
返回值 ：无
*****************************************************************************************************/
void Jump2App(u32 Addr)
{
if(((*(vu32*)Addr)&0x2FFE0000) == 0x20000000) //检查栈顶地址是否合法.
{
AppStart = (fun)(*(vu32*)(Addr+4)); //用户代码区第二个字为程序开始地址(复位地址)
AppStart(); //跳转到APP.
}
}
/*****************************************************************************************************
函数名 ：FirmwareUpdate
功 能：固件升级函数
入口参数：无
出口参数：无
返回值 ：无
*****************************************************************************************************/
void FirmwareUpdate(void)
{
int PageOffest = 0; //页偏移，从APP的基地址到当前页起始位置的字节总数
int ByteOffest; //当前页内的字节偏移，从当前操作页的起始位置到正在写入位置的字节偏移
int a, b;
u8 i = 0;
/*首先初始化SD卡*/
if(0 != disk_initialize(0)) return;
/*接着挂载文件系统对象*/
f_mount(0, &Fs);
/*查找是否存在要升级的BIN文件*/
res = f_open(&file, "RTC.bin", FA_OPEN_EXISTING | FA_READ);
if(FR_OK != res) return;
/*绘制进度条边框*/
LCD_DrawRectangle(50, 225, 250, 255);
/*初始化临时变量*/
a = file.fsize / 100; //100表示将进度条平均分成100份，由于进度条长度为200个像素，所以1份占用2个像素
a &= 0xfffffffe; //将文件平均分成100份，所以a表示一份文件所占的字节数，为确保该字节数为偶数，故做此转换
b = 0; //b表示当前已经更新了多少字节
/*执行主要的IAP功能*/
while(1)
{
/*每次读取一个页的数据到内存缓冲区，注意：STM32F103ZE的页大小为2K*/
res = f_read(&file, buffer, STM_PAGE_SIZE, &br);
if (res || br == 0) break;
/*然后就是永恒的4步骤：解锁、擦除、更新、上锁*/
FLASH_Unlock();
FLASH_ClearFlag(FLASH_FLAG_EOP | FLASH_FLAG_PGERR | FLASH_FLAG_WRPRTERR);
FLASH_ErasePage(FLASH_APP_ADDR + PageOffest);
for(ByteOffest = 0; ByteOffest < STM_PAGE_SIZE; ByteOffest += 2)
{
/*更新FLASH，注意当前操作的实际位置：APP基地址FLASH_APP_ADDR+页偏移字节PageOffest+当前页内的字节偏移ByteOffest*/
FLASH_ProgramHalfWord(FLASH_APP_ADDR + PageOffest + ByteOffest, *(u16*)(buffer + ByteOffest));
b += 2;
/*更新显示进度条，(b % a == 0)的目的是确保当前正好写完1份文件*/
if(b % a == 0)
{
LCD_Fill(50, 225, 50 + 2 * (b / a), 255, 0x7e0); //(b / a)表示已经写了几份文件
}
}
FLASH_Lock();
PageOffest += STM_PAGE_SIZE;
/*每更新完1页，让LED状态翻转一次*/
i = !i;
if(i)
GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5);
else
GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5);
}
/*关闭文件，卸载文件系统*/
f_close(&file);
f_mount(0, 0);
}
/*****************************************************************************************************
函数名 ：main
功 能：主程序入口函数
入口参数：无
出口参数：无
返回值 ：int
*****************************************************************************************************/
int main(void)
{
SystemInit();
delay_init(72);
LED_Init();
LCD_Init();
FirmwareUpdate();
Jump2App(FLASH_APP_ADDR);
while(1);
}[/mw_shl_code]
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发表于 2014-2-19 22:57:30
ointer to the file system object */
发表于 2014-2-19 23:01:30
楼主
发表于 2016-1-4 09:31:08
