fatfs移植和使用（在SPI_FLASH上建立文件系统）

文件系统对于嵌入式系统的重要性是不言而喻的，有了文件系统管理数据和外设变得方便许多，同时简化了应用的开发。今天我们来以在SPI_FLASH上建立文件系统为例，看看FATFS文件系统怎么移植和使用。

需要准备的材料有：

（1）FATFS文件系统源码（点此下载最新FATFS源码）。

（2）单片机平台一个（内存大一些更好）。

（3）SPI_FLASH芯片一个（如：W25Q32)。

FATFS是一个通用的嵌入式文件系统，对不同的平台支持很好，大到硬盘、U盘、存储卡，小到spi_flash芯片甚至单片机内部FLASH都可以使用FATFS。今天我们就在一个4M大小的SPI_FLASH( W25Q32 )上建立一个文件系统，主控制器是飞思卡尔K60单片机。在做文件系统移植前，你需要把操作SPI_FLASH的驱动调通，能读写SPI_FLASH就可以了。

step 0.1:下载最新的FATFS源码，当前版本：R0.13。

step 0.2 解压缩新下载的FATFS源码，看看里面都是些什么文件。如下图所示，红色框是移植FATFS所必须的文件，蓝色框内的文件是可选的移植文件。

diskio.c个diskio.h是和存储器读写控制相关的驱动接口，比如SPI_FLASH的读写函数接口，都要映射到这里面。必须的文件 

ff.h和ff.h是FATFS的核心文件，必须的文件

ffconf.h是FATFS的配置文件，用来裁剪FATFS，必须的文件

integer.h是FATFS所用到的数据类型定义，用以兼容不同字长CPU，必须的文件

ffsystem.c是一些关于在带操作系统平台中，使用的示例，可选文件

ffunicode.c是万国码编码文件，文件里主要是大数组定义，假如你需要让文件名支持中文就需要这个文件，这个文件会使代码空间急剧变大，可选文件

step 0.3 本次FATFS移植未使用操作系统，文件系统支持中文路径和名称，所以需要ff.c、ff.h、ffconf.h、diskio.c、diskio.h、ffunicode.c和integer.h这六个文件添加到工程中即可。如下图：

step 1.0 修改ffconf.h文件，来裁剪我们的FATFS，通过宏开关来去掉不用的功能，来精简文件系统。想知道每个宏的功能？（点击这里）

需要注意的是：由于我们此次移植支持了中文路径和名称，所以这个要设置这个宏    #define FF_CODE_PAGE936 /*936代表 简体中文*/

step 1.1 修改diskio.c 来映射我们的存储器读写控制接口，如下：

/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* Low level disk I/O module skeleton for FatFs     (C)ChaN, 2016        */
/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* If a working storage control module is available, it should be        */
/* attached to the FatFs via a glue function rather than modifying it.   */
/* This is an example of glue functions to attach various exsisting      */
/* storage control modules to the FatFs module with a defined API.       */
/*-----------------------------------------------------------------------*/

#include "diskio.h"		/* FatFs lower layer API */
#include "w25qxx.h"
#include "debug.h"

#define DISKIO_DEBUG 1
#if defined DISKIO_DEBUG&&(DISKIO_DEBUG)
#define diskio_printf  uart_printf
#else
#define diskio_printf(a,...)
#endif

/* Definitions of physical drive number for each drive */
#define SPI_FLASH		0	/* Example: Map Ramdisk to physical drive 0 */

/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* Get Drive Status                                                      */
/*-----------------------------------------------------------------------*/

DSTATUS disk_status (
	BYTE pdrv		/* Physical drive nmuber to identify the drive */
)
{
	if(pdrv == SPI_FLASH) 
	{
		return RES_OK; //直接返回OK即可
	}
	else
	{
		diskio_printf("!!!disk_status ERR\r\n");
		return RES_PARERR;
	}
}



/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* Inidialize a Drive                                                    */
/*-----------------------------------------------------------------------*/

DSTATUS disk_initialize (
	BYTE pdrv				/* Physical drive nmuber to identify the drive */
)
{
	if(pdrv == SPI_FLASH) 
	{
		w25qxx_init();//初始化 spi flash
		return RES_OK;
	}
	else
	{
		diskio_printf("!!!disk_initialize ERR\r\n");
		return RES_PARERR;
	}
}



/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* Read Sector(s)                                                        */
/*-----------------------------------------------------------------------*/

DRESULT disk_read (
	BYTE pdrv,		/* Physical drive nmuber to identify the drive */
	BYTE *buff,		/* Data buffer to store read data */
	DWORD sector,	/* Start sector in LBA */
	UINT count		/* Number of sectors to read */
)
{
	DRESULT res;
	//uart_printf("disk_read---sector:%d,count:%d\r\n",sector,count);
	if(pdrv == SPI_FLASH) 
	{
		res = FS_SpiFlash_Read(buff,sector,count);//spi flash的读接口，注意函数参数类型一致性

		return res;
	}
	else
	{
		diskio_printf("!!!disk_read ERR\r\n");
		return RES_PARERR;
	}
}



/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* Write Sector(s)                                                       */
/*-----------------------------------------------------------------------*/

DRESULT disk_write (
	BYTE pdrv,			/* Physical drive nmuber to identify the drive */
	const BYTE *buff,	/* Data to be written */
	DWORD sector,		/* Start sector in LBA */
	UINT count			/* Number of sectors to write */
)
{
	DRESULT res;

	if(pdrv == SPI_FLASH) 
	{
		res = FS_SpiFlash_Write((uint8_t *)buff,sector,count);//spi flash的写接口，注意函数参数类型一致性
		return res;
	}
	else
	{
		diskio_printf("!!!disk_write ERR\r\n");
		return RES_PARERR;
	}
}



/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* Miscellaneous Functions                                               */
/*-----------------------------------------------------------------------*/

DRESULT disk_ioctl (
	BYTE pdrv,		/* Physical drive nmuber (0..) */
	BYTE cmd,		/* Control code */
	void *buff		/* Buffer to send/receive control data */
)
{
	if (pdrv == SPI_FLASH)
	{
		switch (cmd) 
		{
		 case CTRL_SYNC:
			 return RES_OK;

		 /* 扇区数量 1024*1024*1024 =4 (MB) */

		 case GET_SECTOR_COUNT:

			 *(DWORD * )buff = 1024;//W25Q32 有1024个大小为4k bytes 的扇区
			 return RES_OK;

		 /* 扇区大小 */

		 case GET_SECTOR_SIZE :

			 *(WORD * )buff = 4096;//spi flash的扇区大小是 4K Bytes
			 return RES_OK;

		 /*块大小 */

		 case GET_BLOCK_SIZE :
		 	 *(DWORD * )buff = 1;
			 return RES_OK;
			 
		 default:
		 	 return RES_PARERR;
		 }
	}
	else
	{
		diskio_printf("!!!disk_ioctl ERR\r\n");
		return RES_PARERR;
	}
}

DWORD get_fattime(void)
{
	DWORD time;
	
	/* 返回当前时间戳 */ //暂不添加时间获取，需要的话就把RTC数据传入这里

	return 0;
}

要修改的文件就这么多了，其他文件直接使用，不用改动。

step2.0  下面写个测试函数，来测测我们移植成功 了没有。

void fs_test(void)
{
	FATFS fs;           /* Filesystem object */
    FIL fil;            /* File object */
    FRESULT res;  /* API result code */
    UINT bw;            /* Bytes written */
    BYTE work[FF_MAX_SS]; /* Work area (larger is better for processing time) */
	BYTE mm[50];
	UINT i;
	
	uart_printf("文件系统测试开始:\r\n");
	/* 格式化文件系统 */
	res = f_mkfs("0:", FM_ANY, 0, work, sizeof work);//"0:"是卷标，来自于 #define SPI_FLASH		0
	if (res)
	{
		uart_printf("文件系统格式化失败.\r\n");
		return ;
	}
	else
	{
		uart_printf("文件系统格式化成功.\r\n");
	}
	/* 挂载文件系统 */
	res = f_mount(&fs, "0:", 0);
	if (res)
	{
		uart_printf("文件系统挂载失败.\r\n");
	}
	else
	{
		uart_printf("文件系统挂载成功.\r\n");
	}
	/* Create a file as new */
	res = f_open(&fil, "0:/测试文件.txt", FA_CREATE_NEW|FA_WRITE|FA_READ);
	if (res)
	{
		uart_printf("打开文件失败.\r\n");
	}
	else
	{
		uart_printf("打开文件成功.\r\n");
	}
	/* Write a message */
	res = f_write(&fil, "Hello,World!", 12, &bw);
	//uart_printf("res write:%d\r\n",res);
	if (bw == 12)
	{
		uart_printf("写文件成功!\r\n");
	}
	else
	{
		uart_printf("写文件失败!\r\n");
	}
	res = f_size(&fil);
	uart_printf("文件大小:%d Bytes.\r\n",res);
	memset(mm,0x0,50);
	f_lseek(&fil,0);
	res = f_read(&fil,mm,12,&i);
	if (res == FR_OK)
	{
		uart_printf("读文件成功!\r\n");
		uart_printf("读到数据长度:%d Bytes.\r\n",i);
	}
	else
	{
		uart_printf("读文件失败!\r\n");
	}
	uart_printf("读到如下数据:\r\n");
	buff_print((char *)mm,12);
	/* Close the file */
	f_close(&fil);
	/*卸载文件系统*/
	f_mount(0, "0:", 0);
	uart_printf("文件系统测试完毕.\r\n");

step2.1  Congratulations！！！瞧， 我们成功了，尽情享用文件系统带来的便利吧。

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