mirror of
https://github.com/espressif/esp-idf.git
synced 2024-10-05 20:47:46 -04:00
131 lines
7.3 KiB
ReStructuredText
131 lines
7.3 KiB
ReStructuredText
FAT 文件系统
|
||
======================
|
||
|
||
:link_to_translation:`en:[English]`
|
||
|
||
ESP-IDF 使用 `FatFs <http://elm-chan.org/fsw/ff/00index_e.html>`_ 库来实现 FAT 文件系统。FatFs 库位于 ``fatfs`` 组件中，您可以直接使用，也可以借助 C 标准库和 POSIX API 通过 VFS（虚拟文件系统）使用 FatFs 库的大多数功能。
|
||
|
||
此外，我们对 FatFs 库进行了扩展，新增了支持可插拔磁盘 I/O 调度层，从而允许在运行时将 FatFs 驱动映射到物理磁盘。
|
||
|
||
|
||
FatFs 与 VFS 配合使用
|
||
----------------------------
|
||
|
||
头文件 :component_file:`fatfs/vfs/esp_vfs_fat.h` 定义了连接 FatFs 和 VFS 的函数。
|
||
|
||
函数 :cpp:func:`esp_vfs_fat_register` 分配一个 ``FATFS`` 结构，并在 VFS 中注册特定路径前缀。如果文件路径以此前缀开头，则对此文件的后续操作将转至 FatFs API。
|
||
|
||
函数 :cpp:func:`esp_vfs_fat_unregister_path` 删除在 VFS 中的注册，并释放 ``FATFS`` 结构。
|
||
|
||
多数应用程序在使用 ``esp_vfs_fat_`` 函数时，采用如下步骤：
|
||
|
||
1. 调用 :cpp:func:`esp_vfs_fat_register`，指定：
|
||
- 挂载文件系统的路径前缀（例如，``"/sdcard"`` 或 ``"/spiflash"``）
|
||
- FatFs 驱动编号
|
||
- 一个用于接收指向 ``FATFS`` 结构指针的变量
|
||
|
||
2. 调用 :cpp:func:`ff_diskio_register`，为步骤 1 中的驱动编号注册磁盘 I/O 驱动；
|
||
|
||
3. 调用 FatFs 函数 ``f_mount``，随后调用 ``f_fdisk`` 或 ``f_mkfs``，并使用与传递到 :cpp:func:`esp_vfs_fat_register` 相同的驱动编号挂载文件系统。请参考 `FatFs 文档 <http://www.elm-chan.org/fsw/ff/doc/mount.html>`_，查看更多信息；
|
||
|
||
4. 调用 C 标准库和 POSIX API 对路径中带有步骤 1 中所述前缀的文件（例如，``"/sdcard/hello.txt"``）执行打开、读取、写入、擦除、复制等操作。文件系统默认使用 `8.3 文件名 <https://en.wikipedia.org/wiki/8.3_filename>`_ 格式 (SFN)。若您需要使用长文件名 (LFN)，启用 :ref:`CONFIG_FATFS_LONG_FILENAMES` 选项。请参考 `here <http://elm-chan.org/fsw/ff/doc/filename.html>`_，查看更多信息；
|
||
|
||
5. 您可以选择启用 :ref:`CONFIG_FATFS_USE_FASTSEEK` 选项，使用 POSIX lseek 来快速执行。快速查找不适用于编辑模式下的文件，所以，使用快速查找时，应在只读模式下打开（或者关闭然后重新打开）文件；
|
||
|
||
6. 您也可以选择直接调用 FatFs 库函数，但需要使用没有 VFS 前缀的路径（例如，``"/hello.txt"``）；
|
||
|
||
7. 关闭所有打开的文件；
|
||
|
||
8. 调用 FatFs 函数 ``f_mount`` 并使用 NULL ``FATFS*`` 参数，为与上述编号相同的驱动卸载文件系统；
|
||
|
||
9. 调用 FatFs 函数 :cpp:func:`ff_diskio_register` 并使用 NULL ``ff_diskio_impl_t*`` 参数和相同的驱动编号，来释放注册的磁盘 I/O 驱动。
|
||
|
||
10. 调用 :cpp:func:`esp_vfs_fat_unregister_path` 并使用文件系统挂载的路径将 FatFs 从 VFS 中移除，并释放步骤 1 中分配的 ``FATFS`` 结构。
|
||
|
||
便捷函数 ``esp_vfs_fat_sdmmc_mount``， ``esp_vfs_fat_sdspi_mount``， 和 ``esp_vfs_fat_sdmmc_unmount`` 对上述步骤进行了封装，并加入了对 SD 卡初始化的处理。我们将在下一章节详细介绍这两个函数。
|
||
|
||
.. doxygenfunction:: esp_vfs_fat_register
|
||
.. doxygenfunction:: esp_vfs_fat_unregister_path
|
||
|
||
|
||
FatFs 与 VFS 和 SD 卡配合使用
|
||
---------------------------------
|
||
|
||
头文件 :component_file:`fatfs/vfs/esp_vfs_fat.h` 定义了两个便捷函数 :cpp:func:`esp_vfs_fat_sdmmc_mount` 和 :cpp:func:`esp_vfs_fat_sdmmc_unmount`。这两个函数分别执行上一章节的步骤 1-3 和步骤 7-9，并初始化 SD 卡，但仅提供有限的错误处理功能。我们鼓励开发人员查看源代码并将更多高级功能集成到产品应用中。
|
||
|
||
便捷函数 :cpp:func:`esp_vfs_fat_sdmmc_unmount` 用于卸载文件系统并释放从 :cpp:func:`esp_vfs_fat_sdmmc_mount` 函数获取的资源。
|
||
|
||
.. doxygenfunction:: esp_vfs_fat_sdmmc_mount
|
||
.. doxygenfunction:: esp_vfs_fat_sdspi_mount
|
||
.. doxygenstruct:: esp_vfs_fat_mount_config_t
|
||
:members:
|
||
.. doxygenfunction:: esp_vfs_fat_sdcard_unmount
|
||
|
||
|
||
FatFs 与 VFS 配合使用（只读模式下）
|
||
--------------------------------------
|
||
|
||
头文件 :component_file:`fatfs/vfs/esp_vfs_fat.h` 也定义了两个便捷函数 :cpp:func:`esp_vfs_fat_rawflash_mount` 和 :cpp:func:`esp_vfs_fat_rawflash_unmount`。上述两个函数分别对 FAT 只读分区执行步骤 1-3 和步骤 7-9。有些数据分区仅在工厂配置时写入一次，之后在整个硬件生命周期内都不会再有任何改动。利用上述两个函数处理这种数据分区非常方便。
|
||
|
||
.. doxygenfunction:: esp_vfs_fat_rawflash_mount
|
||
.. doxygenfunction:: esp_vfs_fat_rawflash_unmount
|
||
|
||
|
||
FatFs 磁盘 I/O 层
|
||
-------------------
|
||
|
||
我们对 FatFs API 函数进行了扩展，实现了运行期间注册磁盘 I/O 驱动。
|
||
|
||
上述 API 为 SD/MMC 卡提供了磁盘 I/O 函数实现方式，可使用 :cpp:func:`ff_diskio_register_sdmmc` 函数注册指定的 FatFs 驱动编号。
|
||
|
||
.. doxygenfunction:: ff_diskio_register
|
||
.. doxygenstruct:: ff_diskio_impl_t
|
||
:members:
|
||
.. doxygenfunction:: ff_diskio_register_sdmmc
|
||
.. doxygenfunction:: ff_diskio_register_wl_partition
|
||
.. doxygenfunction:: ff_diskio_register_raw_partition
|
||
|
||
|
||
FatFs 分区生成器
|
||
-------------------------
|
||
|
||
我们为 FatFs (:component_file:`wl_fatfsgen.py<fatfs/wl_fatfsgen.py>`) 提供了分区生成器，该生成器集成在构建系统中，方便用户在自己的项目中使用。
|
||
|
||
该生成器可以在主机上创建文件系统镜像，并用指定的主机文件夹内容对其进行填充。
|
||
|
||
该脚本是建立在分区生成器的基础上 (:component_file:`fatfsgen.py<fatfs/fatfsgen.py>`)，目前除了可以生成分区外，也可以初始化磨损均衡。
|
||
|
||
当前支持短文件名和 FAT12。未来计划实现长文件名以及 FAT16。
|
||
|
||
|
||
构建系统中使用 FatFs 分区生成器
|
||
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
|
||
|
||
通过调用 ``fatfs_create_partition_image`` 可以直接从 CMake 构建系统中调用 FatFs 分区生成器::
|
||
|
||
fatfs_create_spiflash_image(<partition> <base_dir> [FLASH_IN_PROJECT])
|
||
|
||
如果不希望在生成分区时使用磨损均衡，可以使用 ``fatfs_create_rawflash_image``::
|
||
|
||
fatfs_create_rawflash_image(<partition> <base_dir> [FLASH_IN_PROJECT])
|
||
|
||
``fatfs_create_spiflash_image`` 以及 ``fatfs_create_rawflash_image`` 必须从项目的 CMakeLists.txt 中调用。
|
||
|
||
如果您决定使用 ``fatfs_create_rawflash_image`` （不支持磨损均衡），请注意它支持在设备中以只读模式安装。
|
||
|
||
该函数的参数如下：
|
||
|
||
1. partition - 分区的名称，需要在分区表中定义（如 :example_file:`storage/fatfsgen/partitions_example.csv`）。
|
||
|
||
2. base_dir - 目录名称，该目录会被编码为 FatFs 分区，也可以选择将其被烧录进设备。但注意必须在分区表中指定合适的分区大小。
|
||
|
||
3. ``FLASH_IN_PROJECT`` 标志 - 用户可以通过指定 ``FLASH_IN_PROJECT``，选择在执行 ``idf.py flash -p <PORT>`` 时让分区镜像自动与应用程序二进制文件、分区表等一同烧录进设备。
|
||
|
||
例如::
|
||
|
||
fatfs_create_partition_image(my_fatfs_partition my_folder FLASH_IN_PROJECT)
|
||
|
||
没有指定 FLASH_IN_PROJECT 时也可以生成分区镜像，但是用户需要使用 ``esptool.py`` 或自定义的构建系统目标对其手动烧录。
|
||
|
||
相关示例请查看 :example:`storage/fatfsgen`。
|