1. 總則
本文件系統(tǒng)完全兼容FAT16/FAT32文件系統(tǒng)總共兩種格式,兼容長文件名,兼容文字編碼GB2312/UNICODE漢字編碼(文件名完全支持中文),實現(xiàn)了支持子目錄,實現(xiàn)了支持文件的讀取,寫入,刪除,創(chuàng)建等文件系統(tǒng)常用功能。總之,本文件系統(tǒng)代碼全部使用C代碼編寫,可以移植去各種單片機平臺上面實現(xiàn)文件系統(tǒng)模塊。 2. 文件系統(tǒng)支持路徑字符串的原則 1) 盤符原則 a) 盤符原則,盤符命名由C開始,到Z結(jié)束 2) 文件名原則(長文件名的長度不超過250字符的字節(jié)) a) 文件名可是文件名與擴展名混合組成, 1)短文件名不要超過8個字節(jié),長文件名不要超過250字節(jié) 2)擴展名一般不要超過3個字節(jié) b) 文件名首字符不要為數(shù)字 c) 文件名的字符串大小寫不作區(qū)分 3. 文件系統(tǒng)功能論據(jù) 1) 該文件系統(tǒng)完全兼容FAT16/FAT32文件系統(tǒng)總共兩種格式,兼容長文件名,兼容文字編碼GB2312/UNICODE漢字編碼(文件名完全支持中文),實現(xiàn)了支持子目錄,實現(xiàn)了支持文件的讀取,寫入,刪除,創(chuàng)建等文件系統(tǒng)常用功能。 2) 本文件系統(tǒng)代碼全部使用C代碼編寫,代碼可以移植去各種單片機平臺上面實現(xiàn)文件系統(tǒng)模塊運行。在單片機上運行程序員要把磁盤虛擬驅(qū)動替換為SD卡或者磁盤驅(qū)動。 3) 本文件系統(tǒng)代碼實現(xiàn)了文件讀寫緩沖:文件內(nèi)存緩沖越大,文件讀寫越快,其大小可以用編譯宏EnableFileBuf,TotalFileBUFsQTYeachFCB,F(xiàn)ileBUFSize來設(shè)置(在配置文件fat_cfg.h中)。 4. 文件系統(tǒng)源代碼文件說明舉例 1) fat.c—文件系統(tǒng)代碼 2) fat.h—文件系統(tǒng)函數(shù)聲明文件 3) Fat_cfg.h—配置文件文件系統(tǒng) 4) Types.h—文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)類型重替換的文件 5) Flash_management.c—磁盤虛擬驅(qū)動 6) Time.c—RTC實時時鐘的驅(qū)動文件,文件存儲,修改,創(chuàng)建時間提供
5. 文件系統(tǒng)重要占用內(nèi)存數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(僅供參考,實際情況請參考配置文件fat_cfg.h) 1) 分區(qū)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)—支持FAT16/FAT32 structpartition_BPB{ charpartition_id; //從C開始到Z結(jié)束 char system_id;//分區(qū)類型 0C-FAT32,06-FAT16 ect.. long relative_sector;//分區(qū)起始扇區(qū)號 longtotal_sector; //分區(qū)總扇區(qū)數(shù) intbytes_per_sector;//每扇區(qū)字節(jié)數(shù) charsector_per_cluster; //每簇扇區(qū)數(shù) int reservedsector; //保留扇區(qū)數(shù) charnumbers_of_FAT;//FAT副本數(shù) intboot_entries;//根目錄項數(shù),供FAT12/16使用 intsmall_sector; //小扇區(qū)簇 charmedia_descriptor; //媒體描述符 intsectors_per_FAT; //每FAT扇區(qū)數(shù),供FAT12/16使用 intsectors_per_track; //每道扇區(qū)數(shù) intnumber_of_head; //磁頭數(shù) longhidden_sectors; //隱藏扇區(qū)數(shù) longlarge_sector;//總扇區(qū)數(shù),包含F(xiàn)AT32總扇區(qū)數(shù) longsector_per_FAT32;//每FAT扇區(qū)數(shù),供FAT32使用 int extended flag;// 擴展標(biāo)志,供FAT32使用 intfile_system_version; //文件系統(tǒng)版本 longroot_cluster_number;//根目錄簇號 intfile_system_information_sectornumber; //文件系統(tǒng)信息扇區(qū)號 intcopy_of_boot_sector;//備份引導(dǎo)扇區(qū) char reserved[12];//保留,,供FAT32使用 }; 2) 文件數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)—支持FAT16/FAT32 struct file_{ charfilename[256];//支持長文件名 charfile_extention[3]; //文件擴展名 charfile_attribute;//屬性 char reserved; charcreate_time_10ms;//創(chuàng)建時間的10毫秒位 intfile_created_time;//文件創(chuàng)建時間 intfile_created_date;//文件創(chuàng)建日期 intlast_access_date;//文件最后訪問日期 intfirst_cluster_number_high2bytes; //文件首簇號高16位 intrecent_modified_time;//文件最近修改時間 intrecent_modified_data;//文件最近修改日期 intfirst_cluster_number_low2bytes; //文件首簇號低16位 longfile_length;//文件長度 3) Core數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) struct core_{ current_folder[256];//存放當(dāng)前目錄 charfile_openned_flag;//標(biāo)記struct file_已打開 } 6. 文件系統(tǒng)API函數(shù) 1. 自動格式化FAT16/32函數(shù)FAT16_filesystem_autoformat()—該函數(shù)由系統(tǒng)U盤啟動時可調(diào)用并運行,它首先會讀取U盤 0扇區(qū)MBR,判斷MBR有效標(biāo)記是否為0x55aa,如果MBR有效標(biāo)記不為0x55aa,該函數(shù)將把U盤自動格式化為FAT16或FAT32文件系統(tǒng);起用自動格式化處理,U盤上原有的數(shù)據(jù)被迫丟失,因此以安全層面考慮,建議不用此函數(shù)。
2. FAT文件系統(tǒng)初始化必須函數(shù)char FAT_filesystem_initialiation()—該函數(shù)是在U盤啟動時調(diào)用,是文件系統(tǒng)初始化必須調(diào)用的函數(shù),它將U盤中默認(rèn)的幾個分區(qū)的信息讀入struct partition_BPB中,并初始化struct CORE。
3. 建立文件函數(shù)u8 create_file(u8 * filename)—該函數(shù)調(diào)用可在u盤上建立一個文件,文件名和路徑通過參數(shù)char *filename指定;
4. 目錄建立函數(shù)u8 create_floder(u8 * foldername)—該函數(shù)調(diào)用可在u盤上建立一個目錄,目錄名和路徑通過參數(shù)char *foldername指定; 5. 重命名文件函數(shù)u8 rename_file(u8 * oldfilename,u8 * newfilename)—該函數(shù)用于U盤上的一個文件重命名,原文件由參數(shù)u8 * oldfilename指定,新文件名由參數(shù)u8* newfilename指定;
6. 打開文件函數(shù)u8 open_file(u8 * filename)—該函數(shù)用于在U盤上的打開一個文件,文件名通過參數(shù)u8 * filename指定,打開文件成功,返回值為文件操作句柄FCBsn(FCB sequential number),或0xff—打開文件錯誤,在打開錯誤情況下,建議先使用close_file關(guān)閉一個打開的文件后再執(zhí)行打開文件。
7. 關(guān)閉文件函數(shù)u8 close_file(u8 FCBsn)—該函數(shù)調(diào)用關(guān)閉一個已打開的文件,并釋放文件占用的文件句柄,文件句柄由FCBsn指定。 8. 改變當(dāng)前目錄函數(shù)u8cd_folder(u8 * foldername,u8 mode)—該函數(shù)用于改變文件系統(tǒng)的當(dāng)前目錄,目錄改變至由參數(shù)u8 * foldername指定。函數(shù)并有兩種的模式各為:1)參數(shù)mode= 0:--進入目錄;2)參數(shù)mode=1--返回上層目錄。
9. 文件讀寫位置定位函數(shù)u8 f_seek(u8FCBsn, s32 offset, u8 origin)—該函數(shù)用于文件讀寫當(dāng)前位置的設(shè)定定位;FCBsn –是需要操作文件的文件打開句柄;offset--相對origin起始外位置偏移量;origin 指定位置移動的起始外位置,其起始外位置共有三個: SEEK_SET(0) 文件開始位置SEEK_CUR(1) 文件當(dāng)前位置SEEK_END(2) 文件結(jié)束位置。 10. 文件讀取函數(shù)u16 read_file(u8 FCBsn,8* buffer, u16length)—該函數(shù)用于打開的文件當(dāng)前位置去讀取一個指定的長度的一串?dāng)?shù)據(jù),讀取數(shù)據(jù)將存放在緩沖區(qū)buffer內(nèi),讀取數(shù)據(jù)長度可由參數(shù)u16 length指定,緩沖區(qū)的首地址可由參數(shù)u8 * buffer指定,該函數(shù)返回是讀取成功的總共字節(jié)數(shù); 11. 文件寫入函數(shù)u16 write_file(u8 FCBsn,u8* buffer, u16length)- 該函數(shù)實現(xiàn)將緩沖區(qū)buffer內(nèi)的指定長度的數(shù)據(jù)去寫入一個打開文件的當(dāng)前位置,,寫入數(shù)據(jù)長度由參數(shù)u16length指定,緩沖區(qū)首地址由參數(shù)char* buffer指定,函數(shù)返回值為成功寫入的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù); 12. 目錄遍歷函數(shù)u8 folder_enumeration(u8 *return_string,u8mode,u8 *ATTR)—該函數(shù)用于遍歷u盤當(dāng)前目錄下所有的文件和目錄,調(diào)用一次將返回一個文件或目錄,同時定義了二種遍歷模式,mode(0)-調(diào)用后將復(fù)位到目錄的第一個文件或目錄重新開始,mode(1)-繼續(xù)上一次遍歷目錄項,遍歷模式由參數(shù)charmode傳遞,遍歷返回的文件項目錄名存儲于緩沖區(qū)中,其首地址由參數(shù)u8*return_string指定,返回文件目錄項的類型由u8*ATTR傳遞,其值是返回文件或目錄directoryentry的attribute字段;
13. U盤整盤遍歷函數(shù)u8disk_enumeration(u8 disk_,u8 *return_string,u8 mode,u8* ATTR)—該函數(shù)可以用于遍歷指定U盤整盤下所有的文件與目錄,一次調(diào)用返回一個文件或目錄,同時定義了二種遍歷模式,mode(0)-調(diào)用后將復(fù)位到目錄的第一個文件或目錄重新開始遍歷,mode(1)-繼續(xù)上一次遍歷的目錄項,被枚舉磁盤ID(ID編號由0開始,到Maximum_Disks – 1)由參數(shù)u8 disk_指定,遍歷的模式由參數(shù)charmode指定,遍歷返回的文件或目錄名存儲于緩沖區(qū)中,其首地址由參數(shù)u8 *return_string指定,返回文件目錄項的類型由u8 *ATTR傳遞,其值是返回文件或目錄directory entry的attribute字段; 文件系統(tǒng)遍歷算法使用專利的《深度優(yōu)先算法》。 14. 刪除文件函數(shù)-- u8 delete_file(u8 *filename)—該函數(shù)用于刪除U盤上的一個文件,刪除的文件名通過參數(shù)char*filename指定。
15. 刪除目錄函數(shù)-- u8 delete_folder(u8 * foldername)—該函數(shù)用于刪除u盤上的一個目錄,刪除目錄名通過參數(shù)u8 *foldername指定,被刪除目錄必須是空的目錄; 16. 文件查找函數(shù)—u8 find_file(u8 * filename,u8 mode, u8* folder_name )—查找文件函數(shù)支持2種模式:1)mode = 0:當(dāng)前目錄下查找;2)mode=1:在U盤內(nèi)查找;查找文件名通過參數(shù)char * filename指定,查找模式通過參數(shù)u8 mode指定,查找成功后文件名加上其所在目錄的完整路徑名的字符串通過參數(shù)folder_name返回。 17. 查詢分區(qū)容量和剩余容量函數(shù)—u8 volume_inquiry(u8 partition_id,u32 *volume_capacity, u32 *volume_free_space);—該函數(shù)用來查詢可指定分區(qū)分區(qū)容量和剩余空間,分區(qū)號請通過參數(shù)u8partition_id指定,查詢結(jié)果的分區(qū)容量將存入在參數(shù)u32 *volume_capacity,查詢結(jié)果的剩余容量將存入在參數(shù)u32 *volume_free_space。 7. 例程 1)使用volume_inquiry(),獲取分區(qū)容量和分區(qū)剩余容量 volume_inquiry('c',&cc,&bb); printf("Volume C Capacity: %ld\n",cc); printf("Volume C FreeSpace: %ld\n",bb);
2)在當(dāng)前目錄{C:\\}之下建立目錄:CREATE_FOLDER_TEST create_floder("CREATE_FOLDER_TEST");
3)在目錄CREATE_FOLDER_TEST之下建立文件:created_file.txt create_file("C:\\CREATE_FOLDER_TEST\\created_file.txt");
4)進入目錄d:\\CREATE_FOLDER_TEST,并打印目錄d:\\CREATE_FOLDER_TEST的所有文件! cd_folder("d:\\CREATE_FOLDER_TEST",0); mode = 0; while(folder_enumeration(buf,mode,&ATTR) == SUCC) { printf("\nreaded entry=%s Attr = %x",buf,ATTR); mode = 1; }
5)返回根目錄,并打印根目錄下的所有文件 cd_folder(" ",1); mode = 0; while(folder_enumeration(buf,mode,&ATTR) == SUCC) { printf("\nreaded entry=%s Attr = %x",buf,ATTR); mode = 1; } 6)DISK0 被 拷貝至DISK1 mode = 0; //設(shè)置disk_enumeration列舉mode(0)-復(fù)位至第一個文件項或目錄項開始枚舉 while(disk_enumeration(0,buf,mode,&ATTR)== SUCC) //枚舉一個目錄項或目錄項 { printf("\nreaded entry=%s Attr =%x",buf,ATTR); //打印被枚舉的一個目錄項或目錄項 if(mode == 0) mode = 1;//設(shè)置disk_enumeration列舉mode(1)- 繼續(xù)上一枚舉后的目錄項或目錄項 if(ATTR & ATTR_DIRECTORY) { buf[0]++; //盤符由C加1,成為D create_floder(buf); //建一個disk_enumeration的目錄 continue; } else //復(fù)制文件 { HANDLE1 = open_file(buf); //打開文件 buf[0]++; //盤符由C加1,成為D create_file(buf); //在DISK1上建立文件, } if (HANDLE1 != FAIL) {HANDLE2 = open_file(buf); //打開DISK1上建立的文件 do{ //復(fù)制文件 cc = read_file(HANDLE1,buf+400,50000); //讀文件 printf("\nreaded chars = %ld",cc); //打印讀文件讀取的字節(jié)數(shù) write_file(HANDLE2,buf+400,cc); //將讀取的字節(jié)寫去DISK1上的文件 if(cc != 50000) //檢查讀取的字節(jié)數(shù),確認(rèn)文件尾 { close_file(HANDLE1); //文件復(fù)制結(jié)束,關(guān)閉文件 close_file(HANDLE2); break; } }while(1); } else { printf("Openfile failed!"); } } { printf("Openfile failed!"); } }
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