FAT

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FAT

基本概念

FAT文件系统是File Allocation Table(文件配置表)的简称,主要包括DBR区、FAT区、DATA区三个区域。其中,FAT区各个表项记录存储设备中对应簇的信息,包括簇是否被使用、文件下一个簇的编号、是否文件结尾等。FAT文件系统有FAT12、FAT16、FAT32等多种格式,其中,12、16、32表示对应格式中FAT表项的字节数。FAT文件系统支持多种介质,特别在可移动存储介质(U盘、SD卡、移动硬盘等)上广泛使用,使嵌入式设备和Windows、Linux等桌面系统保持很好的兼容性,方便用户管理操作文件。

OpenHarmony内核支持FAT12、FAT16与FAT32三种格式的FAT文件系统,具有代码量小、资源占用小、可裁切、支持多种物理介质等特性,并且与Windows、Linux等系统保持兼容,支持多设备、多分区识别等功能。OpenHarmony内核支持硬盘多分区,可以在主分区以及逻辑分区上创建FAT文件系统。

开发指导

驱动适配

FAT文件系统的使用需要底层MMC相关驱动的支持。在一个带MMC存储设备的板子上运行FATFS,需要:

1、适配板端EMMC驱动,实现disk_status、disk_initialize、disk_read、disk_write、disk_ioctl接口;

2、新增fs_config.h文件,配置FS_MAX_SS(存储设备最大sector大小)、FF_VOLUME_STRS(分区名)等信息,例如:

#define FF_VOLUME_STRS     "system", "inner", "update", "user"
#define FS_MAX_SS          512
#define FAT_MAX_OPEN_FILES 50
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开发流程

说明:

  • FATFS文件与目录操作:
  • 单个文件大小不超过4G。
  • 支持同时打开的文件数最大为FAT_MAX_OPEN_FILES,文件夹数最大为FAT_MAX_OPEN_DIRS。
  • 暂不支持根目录管理,文件/目录名均以分区名开头,例如“user/testfile”就是在“user”分区下名为“testfile”的文件或目录。
  • 若需要同时多次打开同一文件,必须全部使用只读方式(O_RDONLY)。以可写方式(O_RDWR、O_WRONLY等)只能打开一次。
  • 读写指针未分离,例如以O_APPEND(追加写)方式打开文件后,读指针也在文件尾,从头读文件前需要用户手动置位。
  • 暂不支持文件与目录的权限管理。
  • stat及fstat接口暂不支持查询修改时间、创建时间和最后访问时间。微软FAT协议不支持1980年以前的时间。
  • FATFS分区挂载与卸载:
  • 支持以只读属性挂载分区。当mount函数的入参为MS_RDONLY时,所有的带有写入的接口,如write、mkdir、unlink,以及非O_RDONLY属性的open,将均被拒绝。
  • mount支持通过MS_REMOUNT标记修改已挂载分区的权限。
  • 在umount操作前,需确保所有目录及文件全部关闭。
  • umount2支持通过MNT_FORCE参数强制关闭所有文件与文件夹并umount,但可能造成数据丢失,请谨慎使用。
  • FATFS支持重新划分存储设备分区、格式化分区,对应接口为fatfs_fdisk与fatfs_format:
  • 在fatfs_format操作之前,若需要格式化的分区已挂载,需确保分区中的所有目录及文件全部关闭,并且分区umount。
  • 在fatfs_fdisk操作前,需要该设备中的所有分区均已umount。
  • fatfs_fdisk与fatfs_format会造成设备数据丢失,请谨慎使用。

编程实例

实例描述

本实例实现以下功能:

  1. 创建目录“user/test”
  2. 在“user/test”目录下创建文件“file.txt”
  3. 在文件起始位置写入“Hello OpenHarmony!”
  4. 将文件内容刷入设备中
  5. 设置偏移到文件起始位置
  6. 读取文件内容
  7. 关闭文件
  8. 删除文件
  9. 删除目录

示例代码

前提条件:

  • 系统已将MMC设备分区挂载到user目录

代码实现如下:

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include "sys/stat.h"
#include "fcntl.h"
#include "unistd.h"

#define LOS_OK 0
#define LOS_NOK -1

int FatfsTest(void) 
{     
    int ret;
    int fd = -1;
    ssize_t len;
    off_t off;
    char dirName[20] = "user/test";
    char fileName[20] = "user/test/file.txt";
    char writeBuf[20] = "Hello OpenHarmony!";
    char readBuf[20] = {0};

    /* 创建目录“user/test” */
    ret = mkdir(dirName, 0777);
    if (ret != LOS_OK) {
        printf("mkdir failed.\n");
        return LOS_NOK;
    }

    /* 创建可读写文件"user/test/file.txt" */
    fd = open(fileName, O_RDWR | O_CREAT, 0777);
    if (fd < 0) {
        printf("open file failed.\n");
        return LOS_NOK;
    }

    /* 将writeBuf中的内容写入文件 */
    len = write(fd, writeBuf, strlen(writeBuf));
    if (len != strlen(writeBuf)) {
        printf("write file failed.\n");
        return LOS_NOK;
    }

    /* 将文件内容刷入存储设备中 */
    ret = fsync(fd);
    if (ret != LOS_OK) {
        printf("fsync failed.\n");
        return LOS_NOK;
    }

    /* 将读写指针偏移至文件头 */
    off = lseek(fd, 0, SEEK_SET);
    if (off != 0) {
        printf("lseek failed.\n");
        return LOS_NOK;
    }

    /* 将文件内容读出至readBuf中,读取长度为readBuf大小 */
    len = read(fd, readBuf, sizeof(readBuf));
    if (len != strlen(writeBuf)) {
        printf("read file failed.\n");
        return LOS_NOK;
    }
    printf("%s\n", readBuf);

    /* 关闭文件 */
    ret = close(fd);
    if (ret != LOS_OK) {
        printf("close failed.\n");
        return LOS_NOK;
    }

    /* 删除文件"user/test/file.txt" */
    ret = unlink(fileName);
    if (ret != LOS_OK) {
        printf("unlink failed.\n");
        return LOS_NOK;
    }

    /* 删除目录“user/test” */
    ret = rmdir(dirName);
    if (ret != LOS_OK) {
        printf("rmdir failed.\n");
        return LOS_NOK;
    }

    return LOS_OK;
}
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结果验证

编译运行得到的结果为:

Hello OpenHarmony!
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