VSCODE STM32 裸机之 FATFS文件系统（SD和FLASH）

只看该作者 · 2021-12-12 15:18

本帖最后由 zero949079783 于 2021-12-12 15:52 编辑

开发环境：VSCODE(gcc编译链)+STM32CubeMX(也可以使用HUAWEI-LiteOS-Studio) 。

代码文件：SDIO_SD

代码：链接：https://pan.baidu.com/s/1uXfIR0GFQOBZPl1NfQP08w
提取码：6b0c

diskio.c和diskio.h是硬件层，需要根据存储介质来修改
ff.c和ff.h是FATFS的文件系统层和文件系统的API层
移植步骤：
1、数据类型：在integer.h 里面去定义好数据的类型。这里需要了解你用的编译器的数据类型，并根据编译器定义好数据类型。

2、配置：通过ffconf.h配置FATFS的相关功能，以满足你的需要。

3、函数编写：打开diskio.c，进行底层驱动编写，一般需要编写6 个接口函数
相关配置宏：
      _FS_TINY mini版本的FATFS
      _FS_READONLY 设置只读，可以减少所占的空间
      _FS_MINIMIZE 削减函数
      _USE_STRFUNC    字符及字符串操作函数
      _USE_MKFS 是否启用格式化
      _USE_FASTSEEK 使能快速定位
      _USE_LABEL 是否支持磁盘盘符的设置和读取
      _CODE_PAGE 设置语言936-中文GBK编码
      _USE_LFN    是否支持长文件名，值不同存储的位置不同
      _MAX_LFN 文件名的最大长度
      _VOLUMES 支持的逻辑设备数目
   _MAX_SS 扇区缓冲最大值，一般为512

文件名                         功能                                        说明
ffconf.h          FATFS模块配置文件                                  需要根据需求来配置参数。

ff.h                FATFS和应用模块公用的包含文件             不需要修改

ff.c                FATFS模块源码                                        不需要修改

diskio.h          FATFS和disk I/O模块公用的包含文件       不需要修改

diskio.c          FATFS和disk I/O模块接口层文件             与平台相关的代码,需要用户根据存储介质来编写函数。

interger.h       数据类型定义                                           与编译器有关。

option文件夹    可选的外部功能（比如支持中文等）       汉字实验把字库放到SPI FLASH需要修改

typedef enum {
      FR_OK = 0,                               /* (0) Succeeded 成功*/
      FR_DISK_ERR,                               /* (1) A hard error occured in the low level disk I/O layer 硬盘底层I/O层发生硬错误。  */
      FR_INT_ERR,                               /* (2) Assertion failed由于一个错误的 FAT 结构或一个内部错误，而导致该函数失败。  */
      FR_NOT_READY,                               /* (3) The physical drive cannot work */
      FR_NO_FILE,                               /* (4) Could not find the file */
      FR_NO_PATH,                               /* (5) Could not find the path */
      FR_INVALID_NAME,                               /* (6) The path name format is invalid */
      FR_DENIED,                               /* (7) Acces denied due to prohibited access or directory full */
      FR_EXIST,                                     /* (8) Acces denied due to prohibited access */
      FR_INVALID_OBJECT,                      /* (9) The file/directory object is invalid */
      FR_WRITE_PROTECTED,                      /* (10) The physical drive is write protected */
      FR_INVALID_DRIVE,                               /* (11) The logical drive number is invalid  逻辑驱动器号无效 */
      FR_NOT_ENABLED,                               /* (12) The volume has no work area */
      FR_NO_FILESYSTEM,                      /* (13) There is no valid FAT volume 磁盘上没有有效地 FAT 卷*/
      FR_MKFS_ABORTED,                      /* (14) The f_mkfs() aborted due to any parameter error */
      FR_TIMEOUT,                               /* (15) Could not get a grant to access the volume within defined period */
      FR_LOCKED,                               /* (16) The operation is rejected according to the file shareing policy */
      FR_NOT_ENOUGH_CORE,                      /* (17) LFN working buffer could not be allocated */
      FR_TOO_MANY_OPEN_FILES,                      /* (18) Number of open files > _FS_SHARE */
      FR_INVALID_PARAMETER                      /* (19) Given parameter is invalid */
} FRESULT;

返回值

FR_OK (0)

函数成功，该文件对象有效。

FR_NO_FILE

找不到该文件。

FR_NO_PATH

找不到该路径。

FR_INVALID_NAME

文件名无效。

FR_INVALID_DRIVE

驱动器号无效。

FR_EXIST

该文件已存在。

FR_DENIED

由于下列原因，所需的访问被拒绝：

n  ▲ 以写模式打开一个只读文件。

n  ▲ 由于存在一个同名的只读文件或目录，而导致文件无法被创建。

n  ▲ 由于目录表或磁盘已满，而导致文件无法被创建。

FR_NOT_READY

由于驱动器中没有存储介质或任何其他原因，而导致磁盘驱动器无法工作。

FR_WRITE_PROTECTED

在存储介质被写保护的情况下，以写模式打开或创建文件对象。

FR_DISK_ERR

由于底层磁盘 I/O 接口函数中的一个错误，而导致该函数失败。

FR_INT_ERR

由于一个错误的 FAT 结构或一个内部错误，而导致该函数失败。

FR_NOT_ENABLED

逻辑驱动器没有工作区。

FR_NO_FILESYSTEM

磁盘上没有有效地 FAT 卷。

在官网有详细的使用指南，看着使用指南再对照源码就会基本掌握函数的使用。
几个重要结构体：
      文件对象结构体（FIL类型）：存放文件的相关信息，打开关闭读写文件等操作时需要使用其指针
      目录对象结构体（DIR类型）：存放目录的相关信息，对目录操作时需要其指针
      文件状态结构体（FILINFO类型）：存放文件的大小属性文件名等信息
      文件系统对象结构体（FATFS类型）：暂时没见怎么用过

文件的属性宏定义（用在打开时）：
      可以使用或运算符使得该文件具有多种性质，注意在读写时一定要以相应的属性打开文件

文件夹文件属性宏定义：
      可以使用或运算符使得该文件具有多种性质，提供了函数可以修改文件的属性

注意：传参时的path(路径)应为一个字符串，是要操作的文件的完整路径，根目录0表示SD 卡，1表示外部SRAM
      要注意数据类型的统一，在integer.h中定义的文件系统所用到的数据类型
      大部分函数若执行成功返回0，若失败会返回一个错误码，该错误码为枚举类型（FRESULT）中的成员，在调试时打印错误码会事半功倍

复制

 printf("SD文件系统测试\r\n");        

        retSD = f_mount(&SDFatFS,(const TCHAR*)SDPath,1);   //挂载

  printf("\r\nmount_res = %d \r\n",retSD);

  printf_fatfs_error(retSD);

        if(retSD == FR_NO_FILESYSTEM)   //无文件系统时，先格式化SD

        {

    //格式化SD�??

                retSD= f_mkfs((const TCHAR*)SDPath,0,0);   

                printf("\r\n mkfs_res = %d \r\n",retSD);

     if(retSD == FR_OK)

      {

        printf("\r\n FLASH 格式化成功\r\n");

      }

        }

        



        else if(retSD == FR_OK)

        {

    retSD = f_open(&SDFile,"SD.txt",FA_OPEN_ALWAYS|FA_WRITE|FA_READ);  

          printf("\r\nf_open_res = %d \r\n",retSD);

                //retUSER = f_write(&USERFile,wData,sizeof(wData),&bw);  //写数据

    f_lseek(&SDFile,0); //文件定位

    f_printf(&SDFile,"Hello wrold\n");

                printf("\r\n bw  = %d \r\n",bw);

                if(retSD == FR_OK)

                {

                         f_lseek(&SDFile,0);  //文件定位

                         retSD = f_read(&SDFile,rData,f_size(&SDFile),&br);  //读取数据

                         if(retSD == FR_OK)

                         {

                                        printf("\r\n 文件内容 %s  br = %d\r\n",rData,br);

                         }

                }

                f_close(&SDFile); //关闭和保存文件

        }



  printf("\r\n-------------------------------------------------------\r\n");



  printf("FLASH文件系统测试\r\n");        

        retUSER = f_mount(&USERFatFS,(const TCHAR*)USERPath,1);   //挂载

  printf("\r\nmount_res = %d \r\n",retUSER);

  printf_fatfs_error(retUSER);

        if(retUSER == FR_NO_FILESYSTEM)   //无文件系统时，先格式化SD

        {

    //格式化

                retUSER= f_mkfs((const TCHAR*)USERPath,0,0);   

                printf("\r\n mkfs_res = %d \r\n",retUSER);

     if(retUSER == FR_OK)

      {

        printf("\r\n FLASH 格式化成功\r\n");

        retUSER = f_mount(NULL,(const TCHAR*)USERPath,1);   //取消挂载



        retUSER = f_mount(&USERFatFS,(const TCHAR*)USERPath,1);   //重新挂载

      }

        }

        else if(retUSER == FR_OK)

        {

    retUSER = f_open(&USERFile,"FLASH.txt",FA_OPEN_ALWAYS|FA_WRITE|FA_READ);  

          printf("\r\nf_open_res = %d \r\n",retUSER);

                //retUSER = f_write(&USERFile,wData,sizeof(wData),&bw);  //写数据

    f_lseek(&USERFile,0); //文件定位

    f_printf(&USERFile,"Hello wrold\n");

                printf("\r\n bw  = %d \r\n",bw);

                if(retUSER == FR_OK)

                {

                         f_lseek(&USERFile,0);  //文件定位

                         retUSER = f_read(&USERFile,rData,f_size(&USERFile),&br);  //读取数据

                         if(retUSER == FR_OK)

                         {

                                        printf("\r\n 文件内容 %s  br = %d\r\n",rData,br);

                         }

                }

                f_close(&USERFile); //关闭和保存文件

        }

FLASH:

复制

/**

  * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]  Initializes a Drive

  * @param  pdrv: Physical drive number (0..)

  * @retval DSTATUS: Operation status

  */

DSTATUS USER_initialize (

        BYTE pdrv           /* Physical drive nmuber to identify the drive */

)

{

  /* USER CODE BEGIN INIT */

   Stat = STA_NOINIT;

    SPI_Flash_WAKEUP();

    if(SPI_FLASH_ReadDeviceID()== sFLASH_ID )

    {

      Stat =RES_OK;

    }

    return Stat;

  /* USER CODE END INIT */

}



/**

  * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]  Gets Disk Status

  * @param  pdrv: Physical drive number (0..)

  * @retval DSTATUS: Operation status

  */

DSTATUS USER_status (

        BYTE pdrv       /* Physical drive number to identify the drive */

)

{

  /* USER CODE BEGIN STATUS */

    Stat = STA_NOINIT;

    if(SPI_FLASH_ReadDeviceID()== sFLASH_ID )

    {

      Stat =RES_OK;

    }

    return Stat;

  /* USER CODE END STATUS */

}



/**

  * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]  Reads Sector(s)

  * @param  pdrv: Physical drive number (0..)

  * @param  *buff: Data buffer to store read data

  * @param  sector: Sector address (LBA)

  * @param  count: Number of sectors to read (1..128)

  * @retval DRESULT: Operation result

  */

DRESULT USER_read (

        BYTE pdrv,      /* Physical drive nmuber to identify the drive */

        BYTE *buff,     /* Data buffer to store read data */

        DWORD sector,   /* Sector address in LBA */

        UINT count      /* Number of sectors to read */

)

{

  /* USER CODE BEGIN READ */

  /* 扇区偏移2MB，外部Flash文件系统空间放在SPI Flash后面6MB空间 */

                sector += 512;//偏移512扇区

                SPI_FLASH_BufferRead(sector*4096,buff,count*4096);

    return RES_OK;

  /* USER CODE END READ */

}



/**

  * @brief  Writes Sector(s)

  * @param  pdrv: Physical drive number (0..)

  * @param  *buff: Data to be written

  * @param  sector: Sector address (LBA)

  * @param  count: Number of sectors to write (1..128)

  * @retval DRESULT: Operation result

  */

#if _USE_WRITE == 1

DRESULT USER_write (

        BYTE pdrv,          /* Physical drive nmuber to identify the drive */

        const BYTE *buff,   /* Data to be written */

        DWORD sector,       /* Sector address in LBA */

        UINT count          /* Number of sectors to write */

)

{

  /* USER CODE BEGIN WRITE */

  /* USER CODE HERE */

  /* 扇区偏移2MB，外部Flash文件系统空间放在SPI Flash后面6MB空间 */

                sector += 512;//偏移512扇区

                SPI_FLASH_SectorErase(sector*4096);

                SPI_FLASH_BufferWrite(sector*4096,(uint8_t *)buff,count*4096);

    return RES_OK;

  /* USER CODE END WRITE */

}

#endif /* _USE_WRITE == 1 */



/**

  * @brief  I/O control operation

  * @param  pdrv: Physical drive number (0..)

  * @param  cmd: Control code

  * @param  *buff: Buffer to send/receive control data

  * @retval DRESULT: Operation result

  */

#if _USE_IOCTL == 1

DRESULT USER_ioctl (

        BYTE pdrv,      /* Physical drive nmuber (0..) */

        BYTE cmd,       /* Control code */

        void *buff      /* Buffer to send/receive control data */

)

{

  /* USER CODE BEGIN IOCTL */

    DRESULT res = RES_ERROR;

    switch(cmd)

                {

                        case GET_SECTOR_COUNT:

                                *(DWORD*)buff =1536;//返回扇区个数

                        break;

                        

                        case GET_SECTOR_SIZE:

                                        *(WORD*)buff =4096;//返回扇区大小

                        break;

                        

                        case GET_BLOCK_SIZE:        

                                         *(DWORD*)buff =1;                        //返回擦除扇区最小个数

                        break;

                                        

                }

                res = RES_OK;

    return res;

  /* USER CODE END IOCTL */

}