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,它们同时也限制了文件系统中的最大文件大小。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。

运行机制

FAT文件系统设计与物理布局的相关文档在互联网上非常丰富,请开发者自行搜索查看。

OpenHarmony LiteOS-A内核通过Bcache提升FAT文件系统性能,Bcache是block cache的简称。当发生读写时,Bcache会缓存读写扇区附近的扇区,以减少I/O次数,提高性能。Bcache的基本缓存单位为block,每个block大小一致(默认有28个block,每个block缓存64个扇区的数据)。当Bcache脏块率(脏扇区数/总扇区数)达到阈值时,会触发写回;如果脏块率未达到阈值,则不会将缓存数据写回磁盘。如果需要保证数据写回,开发者应当调用sync和fsync触发写回。FAT文件系统的部分接口也会触发写回操作(如close、umount等),但开发者不应当基于这些接口触发写回。

开发指导

开发流程

基本使用流程为挂载→操作→卸载。

SD卡或MMC的设备名为mmcblk[x]p[y],文件系统类型为“vfat”。

示例:

mount("/dev/mmcblk0p0", "/mnt", "vfat", 0, NULL);
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说明:

  • FAT文件系统中,单个文件不能大于4 GiB。
  • 当有两个SD卡插槽时,卡0和卡1不固定,先插上的为卡0,后插上的为卡1。
  • 当多分区功能打开,存在多分区的情况下,卡0注册的设备节点/dev/mmcblk0(主设备)和/dev/mmcblk0p0(次设备)是同一个设备,禁止对主设备进行操作。
  • 为避免SD卡使用异常或内存泄漏,SD卡使用过程中拔卡,用户必须先关闭正处于打开状态的文件和目录,并且卸载挂载节点。
  • 在format操作之前,需要首先umount挂载点。
  • 当Bcache功能生效时,需要注意:
  • 当mount函数的入参为MS_NOSYNC时,FAT不会主动将cache的内容写回存储器件。FAT的如下接口(open、close、 unlink、rename、mkdir、rmdir、truncate)不会自动进行sync操作,速度可以提升,但是需要上层主动调用sync来进行数据同步,否则可能会数据丢失。
  • Bcache有定时写回功能。在menuconfig中开启LOSCFG_FS_FAT_CACHE_SYNC_THREAD选项,打开后系统会创建一个任务定时写回Bcache中的数据,默认每隔5秒检查Bcache中脏数据块比例,超过80%时进行sync操作,将Bcache中的脏数据全部写回磁盘。任务优先级、刷新时间间隔以及脏数据块比例的阈值可分别通过接口LOS_SetSyncThreadPrio、 LOS_SetSyncThreadInterval和LOS_SetDirtyRatioThreshold设置。
  • 当前cache的默认大小为28个块,每个块64个扇区。