IO模拟SPI操作SD卡系列之四.文件系统fatfs移植

文摘   2024-08-14 08:00   湖南  

一. 前言

前面我们实现了SD卡的读写,现在就可以来移植文件系统了,我们来移植使用的比较多的FATFS

二. 准备

下载源码

http://elm-chan.org/fsw/ff/00index_e.html

将源码添加到自己的工程

只保留如下源码

三. 移植接口

需要在diskio中实现以下接口

DSTATUS disk_initialize (BYTE pdrv);DSTATUS disk_status (BYTE pdrv);DRESULT disk_read (BYTE pdrv, BYTE* buff, LBA_t sector, UINT count);DRESULT disk_write (BYTE pdrv, const BYTE* buff, LBA_t sector, UINT count);DRESULT disk_ioctl (BYTE pdrv, BYTE cmd, void* buff);

diskio.c

包含我们的头文件

#include sd_itf.h

sd_itf中进一步封装对应的接口

int sd_itf_deinit(void){    return sd_deinit(&s_sd_dev);}
int sd_itf_read_sblock(uint8_t* buffer, uint32_t block_addr){    return sd_read_sblock(&s_sd_dev,buffer,block_addr);}
int sd_itf_write_sblock(uint8_t* buffer, uint32_t block_addr){    return sd_write_sblock(&s_sd_dev,buffer,block_addr);}
int sd_itf_read_mblock(uint8_t* buffer, uint32_t block_addr, uint32_t count){    return sd_read_mblock(&s_sd_dev,buffer,block_addr,count);}int sd_itf_write_mblock(uint8_t* buffer, uint32_t block_addr, uint32_t count){    return sd_write_mblock(&s_sd_dev,buffer,block_addr,count);  }
int sd_itf_get_sectorcount(uint32_t* count){    *count = (uint32_t)(s_sd_dev.cap / 512);    return 0;}

int sd_itf_init(void);int sd_itf_read_sblock(uint8_t* buffer, uint32_t block_addr);int sd_itf_write_sblock(uint8_t* buffer, uint32_t block_addr);int sd_itf_read_mblock(uint8_t* buffer, uint32_t block_addr, uint32_t count);int sd_itf_write_mblock(uint8_t* buffer, uint32_t block_addr, uint32_t count);int sd_itf_deinit(void);int sd_itf_get_sectorcount(uint32_t* count);

disk_status

返回当前状态,这里直接返回OK

DSTATUS disk_status (    BYTE pdrv       /* Physical drive nmuber to identify the drive */){    DSTATUS stat;
    switch (pdrv) {    case DEV_MMC :        stat = RES_OK;
        // translate the reslut code here
        return stat;    }    return STA_NOINIT;}

disk_initialize

底层我们单独初始化,这里直接返回OK

DSTATUS disk_initialize (    BYTE pdrv               /* Physical drive nmuber to identify the drive */){    DSTATUS stat;
    switch (pdrv) {    case DEV_MMC :        stat = RES_OK;
        // translate the reslut code here
        return stat;    }    return STA_NOINIT;}

disk_read

读块

DRESULT disk_read (    BYTE pdrv,      /* Physical drive nmuber to identify the drive */    BYTE *buff,     /* Data buffer to store read data */    LBA_t sector,   /* Start sector in LBA */    UINT count      /* Number of sectors to read */){    DRESULT res;    int r=0;    switch (pdrv) {    case DEV_MMC :        // translate the arguments here        if (count == 1)        {            if(0 == (r = sd_itf_read_sblock((uint8_t*)buff, sector)))            {                res = RES_OK;            }            else            {                res = RES_ERROR;            }        }        else if(count > 1)        {            if(0 == (r=sd_itf_read_mblock((uint8_t*)buff, sector, count)))            {                res = RES_OK;            }            else            {                res = RES_ERROR;            }        }        else        {            res = RES_PARERR;        }        // translate the reslut code here    DISKIO_LOG(("rd sector:%d,count:%d res:%d\r\n",sector,count,r));        return res;    }
    return RES_PARERR;}

disk_write

写块

#if FF_FS_READONLY == 0
DRESULT disk_write (    BYTE pdrv,          /* Physical drive nmuber to identify the drive */    const BYTE *buff,   /* Data to be written */    LBA_t sector,       /* Start sector in LBA */    UINT count          /* Number of sectors to write */){    DRESULT res;    int r=0;    switch (pdrv) {    case DEV_MMC :        // translate the arguments here        if (count == 1)        {            if(0 == (r=sd_itf_write_sblock((uint8_t*)buff, sector)))            {                res = RES_OK;            }            else            {                res = RES_ERROR;            }        }        else if(count > 1)        {            if(0 == (r = sd_itf_write_mblock((uint8_t*)buff, sector, count)))            {                res = RES_OK;            }            else            {                res = RES_ERROR;            }        }        else        {            res = RES_PARERR;        }        // translate the reslut code here        DISKIO_LOG(("wr sector:%d,count:%d res:%d\r\n",sector,count,r));        return res;    }
    return RES_PARERR;}
#endif

disk_ioctl

格式化时需要GET_SECTOR_COUNT获取容量大小。

DRESULT disk_ioctl (    BYTE pdrv,      /* Physical drive nmuber (0..) */    BYTE cmd,       /* Control code */    void *buff      /* Buffer to send/receive control data */){    DRESULT res;    DISKIO_LOG(("ioctl pdrv:%d,cmd:%d\r\n",pdrv,cmd));    switch (pdrv) {    case DEV_MMC :        switch(cmd)        {            case GET_SECTOR_COUNT:                sd_itf_get_sectorcount(buff);            break;            case CTRL_SYNC:            break;        }        res = RES_OK;        // Process of the command for the MMC/SD card        return res;    }
    return RES_PARERR;}

配置

ffconf.h

配置支持格式化

#define FF_USE_MKFS     1

以下参数需要按需配置,目录x:的数字x即对应驱动号,  下面宏配置为最大可能出现的x

默认一个配置为1,则目录使用0:开头

#define FF_VOLUMES     1

对应diskio.c中的参数pdrv就为0

即对应

#define DEV_MMC     0

时间接口

如果FF_FS_NORTC0则需要实现get_fattime获取时间戳,我这里配置为1,不使用时间信息。

四. 测试

测试代码如下,mount失败则自动格式化,创建文件写,然后读。

#include "ff.h"

int r;    static FATFS fs;           /* Filesystem object */    static FIL fil;            /* File object */    FRESULT res;        /* API result code */    UINT bw;            /* Bytes written */    UINT br;    static BYTE work[FF_MAX_SS]; /* Work area (larger is better for processing time) */    uint8_t read_buffer[16];    uint8_t write_buffer[16];    int mountflag = 0;    if(0 == (r = sd_itf_init()))    {        if(FR_OK != (res = f_mount (&fs, "0:", 1)))        {                       printf("mount err %d, mkfs\r\n",res);            res = f_mkfs("0:",0,work,sizeof(work));            if(res == 0)            {                printf("mkfs ok\r\n");                if(FR_OK == f_mount (&fs, "0:", 1))                {                    printf("mount ok\r\n");                    mountflag = 1;                }                else                {                    printf("mount err\r\n");                }            }            else            {                printf("mkfs err %d\r\n",res);            }        }          else        {            mountflag = 1;            printf("mount ok\r\n");        } 
        if(mountflag)        {            for(uint32_t i=0; i<sizeof(write_buffer); i++)            {                write_buffer[i] = i;            }            res = f_open(&fil, "test.bin", FA_CREATE_NEW | FA_WRITE);            if (res == 0)            {                printf("open for write ok\r\n");                /* Write a message */                res = f_write(&fil, write_buffer, sizeof(write_buffer), &bw);                if ((bw != sizeof(write_buffer)) || (res != 0))                {                    printf("write err %d %d\r\n",bw,res);                }                else                {                    printf("write ok\r\n");                   }                /* Close the file */                res = f_close(&fil);                if(res != 0)                {                    printf("close err %d\r\n",res);                 }            }            else            {                printf("open for write err %d\r\n",res);            }
            res = f_open(&fil, "test.bin",  FA_READ);            if (res == 0)            {                printf("open for read ok\r\n");                /* read a message */                f_read(&fil, read_buffer, sizeof(read_buffer), &br);                if(res != 0)                {                    printf("read err %d\r\n",res);                 }
                /* Close the file */                res = f_close(&fil);                if(res != 0)                {                    printf("close err %d\r\n",res);                 }
                for(uint32_t i=0; i<br; i++)                {                    printf("%02x,",read_buffer[i]);                }            }            else            {                printf("open for read err %d\r\n",res);            }
            f_unmount("0:");        }    }    else    {        printf("sd init err:%d\r\n",r);    }

打印如下

五. 总结

移植fatfs非常简单,只需要实现块读写,以及获取容量的接口即可。

注意目录名x:x和驱动号的对应。

注意FATFS FIL变量比较大,最好不要在函数中使用局部变量,如果要使用局部变量,注意栈的溢出。


嵌入式Lee
嵌入式软硬件技术:RTOS,GUI,FS,协议栈,ARM,总线,嵌入式C,开发环境 and blablaba....多年经验分享,非硬货不发,带你扒开每一个技术背后的根本原理。
 最新文章