S3C2416裸机开发系列十七_GCC下Fatfs的移植
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对于固态存储器，其存储容量可以很大，往往需要一款文件系统对存储器用户数据进行组织文件的管理。它对文件存储器空间进行组织和分配，负责文件的存储并对存入的文件进行保护和检索。在嵌入式系统中，往往需要采用windows兼容的文件系统，像相机的照片、视频监控、语音产品等，很多都需要从windows计算机上提取资源或在windows计算机上进一步处理。Fatfs由于其开源免费，支持fat32，受到了广泛的应用，笔者此处就s3c2416移植Fatfs，对sd卡进行读写访问作一个简单的介绍。
1. Fatfs概述Fatfs是由日本工程师ChaN所编写的fat文件系统模块，从06年发布第一个Fatfs版本开始，作者就从未停止维护和更新。Fatfs的编写遵循ANSI C，并且完全与磁盘I/O层分开。它不依赖于硬件架构，代码和工作区占用空间小，使之可以嵌入到各个低成本的微控制器中，如AVR、8051、PIC、ARM、Z80、68K等。
2. 代码准备Fatfs源码，请读者自行从Fatfs官网http://elm-chan.org/fsw/ff/00index_e.html下载最新的源码。
s3c2416启动代码工程，启动代码是s3c2416/50/51这系列arm9芯片在运行用户c代码main函数之前必须先运行的代码，启动代码支持sd、Nand启动，为用户设置系统时钟，初始化内存，自动识别启动设备并搬移代码到RAM，MMU映射，中断管理等，用户只需专注于用c开发其它功能函数即可。关于启动代码以及启动代码的实现过程，笔者前面章节有非常详细的介绍。此处以GCC下移植Fatfs为讲解，下载”GCC启动代码工程应用实例”中的启动代码源码即可。如果在MDK下开发，下载”MDK启动代码工程应用实例”中的启动代码源码。
用户代码，用c开发的所有功能代码，其中，用户代码入口为main()函数，在这里需要实现sd卡驱动模块等。
3. 工程搭建在linux操作系统下任一路径下新建一个Fatfs_GCC的工程目录，该目录下新建Fatfs目录，下载Fatfs最新源码并解压，把src目录内容全部拷贝到Fatfs目录下。
把启用代码目录start_code拷贝到Fatfs_GCC目录下，这部分代码无需任何的修改。并保留其中的Makefile这些文件，按照Makefile的模板添加各个目录的Makefile。GCC启动代码下的工程管理Makefile提取自uboot，可以方便地增加源代码以及代码目录。
在Fatfs_GCC目录下新建apps目录，用来保存应用相关的源码以及各个模块驱动。
4. Fatfs移植Fatfs模块完全独立于磁盘I/O层，因此底层磁盘I/O访问并不属于Fatfs的模块部分，用户必须自己实现这部分用来访问存储设备。通常在diskio.c中实现这六个函数disk_initialize()、disk_status()、disk_read()、disk_wirte()、disk_ioctl()、get_fattime()即可。如果使能了OS相关的特性，则还需额外实现进程/内存函数。sd卡底层驱动实现在前面的章节有详细的介绍，此处直接在Fatfs移植接口中调用sd驱动模块中的相关函数。
4.1. disk_initialize函数初始化存储设备，若设备初始化成功，应清除STA_NOINIT这个标志返回。若初始化不成功，应置位STA_NOINIT标志再返回。如果在初始化时，未检测到卡，可设置STA_NODISK标志表明无卡，检测到写保护，可设置STA_PROTECT标志表明写保护。
static DSTATUS State = STA_NOINIT;
DSTATUS disk_initialize (
BYTE pdrv /* Physical drive nmuber (0..) */
)
{
if (pdrv != 0) {
return STA_NOINIT; // 仅支持driver0
}
if (!Hsmmc_Init()) { // 调用sd卡初始化
State &= ~STA_NOINIT; // 初始化成功
} else {
State |= STA_NOINIT;
}
return State;
}
4.2. disk_status函数获取设备的状态，返回STA_NOINIT、STA_NODISK、STA_PROTECT这三个标志的组合。磁盘设备的状态随时都可能发生变化，例如初始化后的sd卡在某一时刻被拔出，此时无卡，Fatfs通过disk_status函数重新获知STA_NODISK无卡这一标志。
DSTATUS disk_status (
BYTE pdrv /* Physical drive nmuber (0..) */
)
{
if (pdrv != 0) {
return STA_NOINIT; // 仅支持driver0
}
return State;
}
4.3. disk_read函数读取扇区，Fatfs通过该函数从磁盘某一扇区地址开始获取一块或多块扇区的数据，Fatfs最多支持一次性读写128个扇区的数据，通常磁盘都支持多块读、多块写，并且这样的读写性能远远好于分单块的读写。
DRESULT disk_read (
BYTE pdrv, /* Physical drive nmuber (0..) */
BYTE *buff, /* Data buffer to store read data */
DWORD sector, /* Sector address (LBA) */
UINT count /* Number of sectors to read (1..128) */
)
{
if (pdrv || !count) {
return RES_PARERR;
}
if (State & STA_NOINIT) {
return RES_NOTRDY;
}
if (!Hsmmc_ReadBlock(buff, sector,count)) {
return RES_OK; // 读取成功
} else {
return RES_ERROR; // 读取出错
}
}
4.4. disk_wirte函数写扇区，Fatfs通过该函数从磁盘某一扇区地址开始写入一块或多块扇区的数据。如果只读(_FS_READONLY == 1)，可以不实现该函数。
#if _USE_WRITE
DRESULT disk_write (
BYTE pdrv, /* Physical drive nmuber (0..) */
const BYTE *buff, /* Data to be written */
DWORD sector, /* Sector address (LBA) */
UINT count /* Number of sectors to write (1..128) */
)
{
if (pdrv || !count) {
return RES_PARERR;
}
if (State & STA_NOINIT) {
return RES_NOTRDY;
}
if (State & STA_PROTECT) {
return RES_WRPRT;
}
if (!Hsmmc_WriteBlock((unsignedchar *)buff, sector, count)) {
return RES_OK; // 写成功
} else {
return RES_ERROR; // 写错误
}
}
#endif
4.5. disk_ioctl函数控制设备相关的功能，Fatfs使用5个设备独立的命令控制/获取设备特定的功能。
CTRL_SYNC：写同步，在关闭文件等操作时，如果磁盘I/O口层使用了写缓存，那么通知磁盘I/O口层把写缓存中的数据写回到磁盘中。对于没有写缓存，即每次disk_write均写入到磁盘中，无需处理该命令，只需返回RES_OK即可。在可写时_FS_READONLY == 0，该命令才会被使用。
GET_SECTOR_COUNT：获取磁盘的总扇区数，在用f_mkfs()格式化文件系统，f_fdisk对磁盘分区时均会使用这个命令来获取磁盘的总扇区数，对于sd卡，通过CSD获取卡容量信息。在支持格式化文件系统或多分区的情况下(_USE_MKFS == 1 或 _MULTI_PARTITION== 1)，该命令才会被使用。
GET_SECTOR_SIZE：获取磁盘一个扇区的字节数，有效值为512、1024、2048或4096。对于大部分的系统，所有内存卡，硬盘，通常返回扇区大小为512字节，但对于flash，一页可能为512字节，也可能为1k字节，2k字节，4k字节，需要根据具体的flash页大小进行配置。
GET_BLOCK_SIZE：以扇区为单位获取擦除块的大小。在用f_mkfs()格式化文件系统时，用来使数据区对齐到擦除块。例如，第一个擦除块往往用来保存系统信息等，真正的数据在第二个擦除块位置开始存放。该命令并不重要，可直接返回1表明1个扇区对齐。此处与原作者移植例程保持一致，对sd2.0版本卡，返回AU(可分配单元)的大小，sd1.0版本卡，返回擦除块大小。在_USE_MKFS == 1时，该命令才被使用。
CTRL_ERASE_SECTOR：擦除某一段扇区，对于flash，都是要先擦除才能正确写入，对于nor、nand flash，某一个文件不再使用时(例如删除或被覆盖)，先发出这个命令强制设备擦除这个文件所在的空间区域，之后在disk_write无需再对flash进行擦除操作，因为每次文件不再使用时，都已经先擦除了这部分。对于sd卡等，这个命令没有任何用处，因为sd卡接收到块写命令均是先擦除再写。如果再开启这个命令_USE_ERASE == 1，相当重复擦除。对于sd卡，建议设置_USE_ERASE == 0，不使用这个命令。
#if _USE_IOCTL
DRESULT disk_ioctl (
BYTE pdrv, /* Physical drive nmuber (0..) */
BYTE cmd, /* Control code */
void *buff /* Buffer to send/receive control data */
)
{
unsigned char CSD[16];
unsigned charSdState[64];
unsigned int c_size,c_size_multi, read_bl_len, sector_size, au_size;
DRESULT Result =RES_ERROR;
if (pd
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