【STM32】使用SDIO进行SD卡读写，包含文件管理FatFs（六）-FatFs使用的思路介绍

【STM32】使用SDIO进行SD卡读写，包含文件管理FatFs（一）-初步认识SD卡

【STM32】使用SDIO进行SD卡读写，包含文件管理FatFs（二）-了解SD总线，命令的相关介绍

【STM32】使用SDIO进行SD卡读写，包含文件管理FatFs（三）-SD卡的操作流程

【STM32】使用SDIO进行SD卡读写，包含文件管理FatFs（四）-介绍库函数，获取一些SD卡的信息

【STM32】使用SDIO进行SD卡读写，包含文件管理FatFs（五）-文件管理初步介绍

【STM32】使用SDIO进行SD卡读写，包含文件管理FatFs（六）-FatFs使用的思路介绍

【STM32】使用SDIO进行SD卡读写，包含文件管理FatFs（七）-准备移植FatFs

【STM32】使用SDIO进行SD卡读写，包含文件管理FatFs（八）-认识内存管理

【STM32】使用SDIO进行SD卡读写，包含文件管理FatFs（终）-配合内存管理来遍历SD卡

本篇要来介绍文件管理FatFs

官方的网站是：http://elm-chan.org/fsw/ff/00index_e.html

这是一个日本人写的，除了文件管理以外，还有其他的，例如解码JPEG、红外遥控等

在官网链接内，最下方有个Return，点击后就可以看到相关的开源库

以下开始正题（本文里提到的媒介，其实就是设备了，我不想改图了...）

打开官方网站，页面简单明了，就分为4个区块（以下图片为FatFs官网上截取的图片）

第一区块、介绍及特性（Features）：FatFs是文件管理系统，可用于SD卡、硬盘（ATA）、RTC时钟，FTL和etc不清楚是什么，另外，也可以用于Flash或是EEPROM

第二区块、应用接口（Application Interface）：FatFs提供了接口，使得我们的应用可以和它交互。官网左侧为一些接口的介绍，分四个部分

第一部分：File Access（文件存取）

f_open	打开/创建文件
f_close	关闭文件
f_read	读取文件
f_write	写入文件
f_lseek	移动读/写指针，扩展大小
f_truncate	截断文件
f_sync	刷新缓存数据
f_forward	转移文件数据到一个数据流
f_expand	为文件分配一个连续的块
f_gets	读取一个字符串（string）
f_putc	写入一个字符（character）
f_puts	写入一个字符串（string）
f_printf	写入一个格式化字符串
f_tell	获取当前读/写指针
f_eof	文件结束测试
f_size	获取长度
f_error	测试错误

第二部分：Directory Access（目录访问）

f_opendir	打开一个目录
f_closedir	关闭一个已打开的目录
f_readdir	读取目录
f_findfirst	打开一个目录并读取匹配的第一个项目
f_findnext	查找下一个匹配的项目

第三部分：File and Dirextor Management（文件和目录管理）

f_stat	检查文件或子目录是否存在
f_unlink	删除文件或子目录
f_rename	重命名/移动文件或子目录
f_chmod	更改文件或子目录的属性
f_utime	更改文件或子目录的时间戳
f_mkdir	创建子目录
f_chdir	更改当前目录
f_chdive	更改当前驱动
f_getcwd	检索当前目录和驱动

第四部分：Volume Management and System Configuration（卷管理和系统配置）

f_mount	注册/注销一个工作区（挂起与否）
f_mkfs	在逻辑驱动上创建一个FAT卷
f_fdisk	在物理驱动上创建分区
f_getfree	获取卷上的可用空间
f_getlabel	获取卷标
f_setlabel	设置卷标
f_setcp	设置活动代码页

第三区块、媒介访问接口（Media Access Interface）：你想管理的存储设备，必须要和FatFs链接。官网左侧为一些接口的介绍，分两个部分

第一部分：Storage Device Controls（存储设备控件）

disk_status	获取设备状态
disk_initialize	初始化设备
disk_read	读取数据
disk_write	写入数据
disk_ioctl	控制设备相关功能

第二部分：Real Time Clock（实时时钟）

get_fattime

获取当前时间

第四区块、资源（Resources）：

在这4个区块里，第2、3区块就算是说明文档了

我们先看第4个区块：资源

下载一个FatFs版本看看，就《FatFs R0.11a》这个吧

解压后，里面有2个档案，doc和src

doc（documents）其实不用看，因为文件夹里面的网页链接，其实就是文章开头的官方链接

src（source）源码，核心和接口都在这了，打开文件夹，里面的内容如下图

图片内《ffconf.h》说的精简功能，指的是如果你只需要读，不需要写，那么可以在此头文件里设置，最终调用《f_open》《f_close》《f_read》即可，可节约文件管理，所需占用的空间

《diskio》指的底层就是你想读或写的设备，可能是SD卡，或是Flash...等等

其实文章到这里，该说的都差不多了，下面这张图，只是更详细描绘了各文件的功用

像是《f_open()》《disk_read()》这些函数，分别在第二区块和第三区块都能找到

其实最终，我们完成三个任务就好（了解第2、3点的红字，就能了解如何使用FatFs文件管理）

1、设定好《ffconf.h》的配置

2、连接我们的设备，修改《diskio.c》达成连接的目的（开源库FatFs需要连接我们的设备）

3、未来在我们的应用里，完全使用接口，来处理任何事情（调用开源库，实现文件管理的功能）

最后，来细讲一下《diskio.c》，文章前面提到的第三区块

如果你的应用，只要读的功能就好，那么你实现（修改）下面三个函数就好

《disk_status》

《disk_initialize》

《disk_read》

如果还想要写的功能，还必须额外实现下面三个函数

《disk_write》

《get_fattime》

《Disk_ioctl(CTRL_SYNC)》

如果想要格式化的功能，要实现下面两个函数

《Disk_ioctl(GET_SECTOR_COUNT)》

《Disk_ioctl(GET_SECTOR_SIZE)》

还有一些其他的，有时间再补上吧

《2021.01.16修改：我上方写着第四区块、资源（Resources）的图片，里面的FatFs module application note链接点击一下，就会发现如下这张图》

图片明确指示，如果你开启了哪个宏定义，需要调用哪个接口函数，一行一行来理解，disk_ioctl我统一用控制函数来代称

【1、不管任何时候（Always）】，你都需要实现三个函数：状态（disk_status）、初始化（disk_initialize）和读取（disk_read）

【2、如果只读 == 0（FF_FS_READONLY == 0）（0为否，意思就是：只读 == 否）】，你要实现三个函数：写入（disk_write）、读取当前时间（get_fattime）、控制函数（CTRL_SYNC，确保设备已完成挂起）

【3、如果需要格式化的功能（FF_USD_MKFS == 1）】，需要实现控制函数（GET_SECTOR_COUNT，检测可用扇区）、控制函数（GET_BLOCK_SIZE，检测块的大小）

【4、如果扇区扇区大小不同（FF_MAX_SS  != FF_MIN_SS）】，需要实现控制函数（GET_SECTOR_SIZE）

【5、如果要擦除扇区上不需要的数据（FF_USE_TRIM == 1）】，需要实现控制函数（CTRL_TRIM）

【6、如果需要长文件名（FF_USE_LFN != 0）】，需要实现三个函数，ff_uni2oem、ff_oem2uni、ff_wtoupper

【7、如果需要重入功能（FF_FS_REENTRANT  == 1）】，需要实现ff_cre_syncobj、ff_del_syncobj、ff_req_grant、ff_rel_grant

【8、如果设定长文件名时，宏定义设置3（FF_USE_LFN == 3）】，你额外还需要实现两个函数，ff_mem_alloc、ff_mem_free

本篇到这里就结束了，下一章开始移植的工作