FATFS 文件系统

内容纲要

1、文件系统是什么？

负责管理和存储文件信息的软件机构称为文件管理系统，简称文件系统。

即在磁盘上组织文件的方法。

常用的文件系统：

-FAT / FATFS

-NTFS: 基于安全性的文件系统，是Windows NT所采用的独特的文件系统结构

-CDFS：CDFS是大部分的光盘的文件系统

-exFAT

2、FATFS 文件系统

FATFS是一个完全免费开源的FAT文件系统模块，专门为小型的嵌入式系统而设计。完全用标准C语言编写，所以具有良好的硬件平台独立性。可以移植到8051、PIC、AVR、SH、Z80、H8、ARM等系列单片机上而只需做简单的修改。它支持FATl2、FATl6和FAT32，支持多个存储媒介；有独立的缓冲区，可以对多个文件进行读／写，并特别对8位单片机和16位单片机做了优化。

FATFS是可裁剪的文件系统。

3、 FATFS 文件系统特点

1）、 Windows 兼容的 FAT 文件系统（支持 FAT12/FAT16/FAT32 ）

2）、与平台无关，移植简单。全 C 语言编写。

3）、代码量少、效率高。

4）、多种配置选项

支持多卷（物理驱动器或分区，最多 10 个卷）

多个 ANSI/OEM 代码页包括 DBCS

支持长文件名、 ANSI/OEM 或 Unicode

支持 RTOS

支持多种扇区大小

只读、最小化的 API 和 I/O 缓冲区等

4、 FATFS 模块的层次结构图

① 底层接口，包括存储媒介读／写接口（ disk I/O ）和供给文件创建修改时间的实时时钟，需要我们根据平台和存储介质编写移植代码。

② 中间层 FATFS 模块，实现了 FAT 文件读／写协议。 FATFS 模块提供的是 ff.c 和 ff.h 。除非有必要，使用者一般不用修改，使用时将头文件直接包含进去即可。

③ 最顶层是应用层，使用者无需理会 FATFS 的内部结构和复杂的 FAT 协议，只需要调用 FATFS 模块提供给用户的一系列应用接口函数，如 f_open ， f_read ， f_write 和 f_close 等，就可以像在 PC 上读／写文件那样简单。

5、FATFS文件系统包：

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

此地址不仅仅包含资料包下载，还包括文件系统一些知识，包括函数说明，函数调用实例等。

6、FATFS文件系统包结构

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

经验：

大部分的可移植的小系统或者应用，都是采用类似这种将与底层打交道的源码开发给用户编写，然后提供顶层配置文件供配置。

diskio.c和diskio.h是硬件层。

ff.c和ff.h是FatFs的文件系统层和文件系统的API层。

FATFS 模块在移植的时候，我们一般只需要修改 2 个文件，即 ffconf.h 和 diskio.c 。 FATFS 模块的所有配置项都是存放在 ffconf.h 里面，我们可以通过配置里面的一些选项，来满足自己的需求。 diskio.c 是硬件层，负责与底层硬件接口适配。

7、ffconf.h：FATFS关键配置文件

① _FS_TINY 。这个选项在 R0.07 版本中开始出现，之前的版本都是以独立的 C 文件出现（ FATFS 和 Tiny FATFS ），有了这个选项之后，两者整合在一起了，使用起来更方便。我们使用 FATFS ，所以把这个选项定义为 0 即可。

●

② _FS_READONLY 。这个用来配置是不是只读，本章我们需要读写都用，所以这里设置为 0 即可。

●

③ _USE_STRFUNC 。这个用来设置是否支持字符串类操作，比如 f_putc ， f_puts 等，本章我们需要用到，故设置这里为 1 。

④ _USE_MKFS。这个用来定时是否使能格式化，本章需

要用到，所以设置这里为1。

⑤ _USE_FASTSEEK。这个用来使能快速定位，我们设置

为1，使能快速定位。

⑥ _USE_LABEL。这个用来设置是否支持磁盘盘符（磁盘名字）读取与设置。我们设置为1，使能，就可以通过相关函数来读取和设置磁盘的名字了。

⑦_CODE_PAGE。这个用于设置语言类型，包括很多选项（见FATFS官网说明），我们这里设置为936，即简体中文（GBK码，需要c936.c文件支持，该文件在option文件夹）。

⑧_USE_LFN。该选项用于设置是否支持长文件名（还需要_CODE_PAGE支持），取值范围为0~3。0，表示不支持长文件名，1~3是支持长文件名，但是存储地方不一样，我们选择使用3，通过ff_memalloc函数来动态分配长文件名的存储区域。

⑨_VOLUMES。用于设置FATFS支持的逻辑设备数目，我们设置为3的话，即支持3个设备（磁盘）。

⑩_MAX_SS。扇区缓冲的最大值，一般设置为512。

8、FATFS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

9、FATFS开放函数

f_mount – 注册/注销一个工作区域（Work Area）

f_open – 打开/创建一个文件

f_close – 关闭一个文件

f_read – 读文件

f_write – 写文件

f_lseek – 移动文件读/写指针

f_truncate -截断文件

f_sync – 冲洗缓冲数据 FlushCached Data

f_forward – 直接转移文件数据到一个数据流

f_stat – 获取文件状态

f_opendir – 打开一个目录

f_closedir -关闭一个已经打开的目录

f_readdir – 读取目录条目

f_mkdir – 创建一个目录

f_unlink -删除一个文件或目录

f_chmod – 改变属性（Attribute）

f_utime -改变时间戳（Timestamp）

f_rename – 重命名/移动一个文件或文件夹

f_chdir – 改变当前目录

f_chdrive – 改变当前驱动器

f_getcwd – 获取当前工作目录

f_getfree – 获取空闲簇 GetFree Clusters

f_getlabel – Get volume label

f_setlabel – Set volume label

f_mkfs – 在驱动器上创建一个文件系统

f_fdisk – Divide a physicaldrive

f_gets – 读一个字符串

f_putc – 写一个字符

f_puts – 写一个字符串

f_printf – 写一个格式化的字符串

f_tell – 获取当前读/写指针

f_eof – 测试文件结束

f_size – 获取文件大小

f_error – 测试文件上的错误

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原文链接：https://blog.csdn.net/qq_26093511/article/details/51706228

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