运动控制器29:FATFS文件系统应用文档2

本来FATFS系统有大量的资料可以参考,移植到STM32中有成熟的源码,但是还是想研究一下官网的文档介绍。
官网的链接如下FATFS APPLICATION NOTE

Performance Effective File Access

先理解一个概念volume,一个卷,也就是我说的一个磁盘,一个SD卡可以看做是一个磁盘。因为磁盘的容量有限,我们在进行读写的时候,需要随时查看读写的进度。
另外,我们以MT29F4G08B为例,看看存储器的结构如下:

FATFS7.png

  • 一页纸上有四个内容块,一个内容块就是基本的阅读单元,为512字节,就是一个Sector。
  • 一页纸就是一个PAGE=4*512字节。
  • 64页订在一起,就是一本书,为一个BLOCK,也就是说,一个BLOCK有644512字节。
  • 一个图书馆一共有4096本书,也就是4096个BLOCK,这个图书馆的名字叫做volume。
  • 但是注意,每一页还有64字节的位置,相当于是图书馆的导览图标存储位置。
    在操作的时候,如果Sector没有对齐,应该怎么样处理呢?如下图:
    FATFS8.png

    我们读取的时候,I/O buffer一次性读取一个sector,一个sector的大小可以通过FF_FS_TINY进行设置。
    从上面的图我们可以看到,如果没有进行sector对齐,则我们将数据截成多块进行传输。

Considerations on Flash Memory Media

大容量存储器的读写我们必须考虑传输效率,如下图,单个SECTOR的效率明显要低于多sector传输效率。


FATFS9.png

所以我们要尽量用多SECTOR来进行读写,如果操作一个4G的内存卡,用单SECTOR和多个sector可以明显的看出传输速率的差异,如下图:

FATFS10.png
强制进行擦除

当我们使用f_unlink将磁盘进行弹出时,FAT则处于FREE状态,但是可能数据还没有传输完成,就像我们U盘播放电影时候,突然掉线弹出后,数据需要全部进行擦除,我们可以使用FF_USE_TRIM来使能Trim 功能,此时,CTRL_TRIM 功能将在disk_ioctl 中进行执行。

Critical Section

如果有特殊情况打断section的传输,比如udden blackout, incorrect media removal and unrecoverable disk error,此时数据传输失败,比如下面的情况,我们打开一个文件以后,当有重命名的请求的时候,将破坏数据,我们可以多加入一些同步的命令,防止数据破坏的概率。


FATFS11.png

Extended Use of FatFs API

下面示范一个清空一个目录的操作,代码如下:

/*------------------------------------------------------------/
/ Remove all contents of a directory
/ This function works regardless of FF_FS_RPATH.
/------------------------------------------------------------*/
FILINFO fno;
//入口参数:清空的具体路径
FRESULT empty_directory (
    char* path 
{
    UINT i, j;
    FRESULT fr;
    DIR dir;
    //先打开此文件
    fr = f_opendir(&dir, path);
    if (fr == FR_OK) {
        for (i = 0; path[i]; i++) ;
        path[i++] = '/';
        for (;;) {
            fr = f_readdir(&dir, &fno);
            if (fr != FR_OK || !fno.fname[0]) break;
            if (_FS_RPATH && fno.fname[0] == '.') continue;
            j = 0;
            do
                path[i+j] = fno.fname[j];
            while (fno.fname[j++]);
            if (fno.fattrib & AM_DIR) {
                fr = empty_directory(path);
                if (fr != FR_OK) break;
            }
            fr = f_unlink(path);
            if (fr != FR_OK) break;
        }
        path[--i] = '\0';
        closedir(&dir);
    }

    return fr;
}

int main (void)
{
    FRESULT fr;
    FATFS fs;
    char buff[256];    /* Working buffer */



    f_mount(&fs, "", 0);

    strcpy(buff, "/");  /* Directory to be emptied */
    fr = empty_directory(buff);

    if (fr) {
        printf("Function failed. (%u)\n", fr);
        return fr;
    } else {
        printf("All contents in the %s are successfully removed.\n", buff);
        return 0;
    }
}

具体的函数功能参考下一篇FATFS的常用接口函数。

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