基于51单片机FAT32文件系统程序.doc

基于51单片机fat32文件系统程序#ifndef _znfat_h_#define _znfat_h_#include mytype.h /类型重定义/*/ /znfat的裁减宏-/#define znfat_enter_dir /有此宏，函数 znfat_enter_dir() 参与编译#define znfat_open_file /有此宏，函数 znfat_open_file() 参与编译/#define znfat_seek_file /有此宏，函数 znfat_seek_file() 参与编译/#define znfat_read_file /有此宏，函数 znfat_read_file() 参与编译/#define znfat_read_filex /有此宏，函数 znfat_read_filex() 参与编译/#define znfat_add_dat /有此宏，函数 znfat_add_dat() 参与编译/#define znfat_create_dir /有此宏，函数 znfat_create_dir() 参与编译/#define znfat_create_file /有此宏，函数 znfat_create_file() 参与编译/#define znfat_del_file /有此宏，函数 znfat_del_file() 参与编译/#define znfat_xcopy_file /有此宏，函数 znfat_xcopy_file() 参与编译/#define znfat_rename_file /有此宏，函数 znfat_rename_file() 参与编译/#define znfat_get_total_size /有此宏，函数 znfat_get_total_size() 参与编译/#define znfat_get_remain_cap /有此宏，函数 znfat_get_remain_cap() 参与编译#include cj.h#include cj.h/-#define soc(c) (c-parg-firstdirclust)*(parg-sectorsperclust)+parg-firstdirsector) / 用于计算簇的开始扇区#define const const/设备表#define sdcard 0 /sd卡#define udisk 1 /u盘#define cfcard 2 /cf卡#define other 3 /其它 /这里的存储设备表，可以灵活扩充，以实现对更多存储设备的支持/-#define make_file_time(h,m,s)(unsigned int)h)11)+(unsigned int)m)1)/* 生成指定时分秒的文件时间数据 */#define make_file_date(y,m,d)(unsigned int)y)+20)9)+(unsigned int)m)5)+(unsigned int)d)/* 生成指定年月日的文件日期数据 */dpt:分区记录结构如下struct partrecord uint8 active; /0x80表示此分区有效 uint8 starthead; /分区的开始磁头 uint8 startcylsect2;/开始柱面与扇区 uint8 parttype; /分区类型 uint8 endhead; /分区的结束头 uint8 endcylsect2; /结束柱面与扇区 uint8 startlba4; /分区的第一个扇区 uint8 size4; /分区的大小 ;/mbr:分区扇区（绝对0扇区）定义如下struct partsector uint8 partcode446; /mbr的引导程序 struct partrecord part4; /4个分区记录 uint8 bootsectsig0; /55 uint8 bootsectsig1; /aa;/znfat中对bpb的定义如下 一共占用90个字节struct znfat_bpb uint8 bs_jmpboot3; /跳转指令 offset: 0 uint8 bs_oemname8; / offset: 3 uint8 bpb_bytespersec2;/每扇区字节数 offset:11 uint8 bpb_secperclus1; /每簇扇区数 offset:13 uint8 bpb_rsvdseccnt2; /保留扇区数目 offset:14 uint8 bpb_numfats1; /此卷中fat表数 offset:16 uint8 bpb_rootentcnt2; /znfat为0 offset:17 uint8 bpb_totsec162; /znfat为0 offset:19 uint8 bpb_media1; /存储介质 offset:21 uint8 bpb_fatsz162; /znfat为0 offset:22 uint8 bpb_secpertrk2; /磁道扇区数 offset:24 uint8 bpb_numheads2; /磁头数 offset:26 uint8 bpb_hiddsec4; /fat区前隐扇区数 offset:28 uint8 bpb_totsec324; /该卷总扇区数 offset:32 uint8 bpb_fatsz324; /一个fat表扇区数 offset:36 uint8 bpb_extflags2; /znfat特有 offset:40 uint8 bpb_fsver2; /znfat特有 offset:42 uint8 bpb_rootclus4; /根目录簇号 offset:44 uint8 fsinfo2; /保留扇区fsinfo扇区数offset:48 uint8 bpb_bkbootsec2; /通常为6 offset:50 uint8 bpb_reserved12; /扩展用 offset:52 uint8 bs_drvnum1; / offset:64 uint8 bs_reserved11; / offset:65 uint8 bs_bootsig1; / offset:66 uint8 bs_volid4; / offset:67 uint8 bs_filsystype11; / offset:71 uint8 bs_filsystype18; /znfat offset:82;struct znfat_fat_item uint8 item4;struct znfat_fat struct znfat_fat_item items128;struct direntry uint8 dename8; / 文件名，不足部分以空格补充 uint8 deextension3; / 扩展名，不足部分以空格补充 uint8 deattributes; / 文件属性 uint8 delowercase; / 0 uint8 dechundredth; / 世纪 uint8 dectime2; / 创建时间 uint8 decdate2; / 创建日期 uint8 deadate2; / 访问日期 uint8 dehighclust2; / 开始簇的高字 uint8 demtime2; / 最近的修改时间 uint8 demdate2; / 最近的修改日期 uint8 delowcluster2; / 开始簇的低字 uint8 defilesize4; / 文件大小 ;/znfat初始化时初始参数装入如下结构体中struct znfat_init_arg uint8 dev_no; uint8 bpb_sector_no; /bpb所在扇区号 uint32 total_size; /磁盘的总容量 uint32 firstdirclust; /根目录的开始簇 uint32 bytespersector;/每个扇区的字节数 uint32 fatsectors; /fat表所占扇区数 uint32 sectorsperclust; /每簇的扇区数 uint32 firstfatsector; /第一个fat表所在扇区 uint32 firstdirsector; /第一个目录所在扇区;struct date uint16 year; uint8 month; uint8 day;struct time uint8 hour; uint8 min; uint8 sec;struct fileinfostruct uint8 filename15; /文件名 uint32 filestartcluster; /文件的开始簇 uint32 filecurcluster;/文件的当前簇 uint32 filesize; /文件大小 uint32 filecursector; /文件的当前扇区 uint16 filecurpos; /文件在当前扇区中的位置 uint32 filecuroffset; /文件的当前偏移量 uint32 rec_sec; /文件的文件/目录项所在的扇区 uint16 nrec; /文件的文件/目录项所在扇区中的位置 uint8 fileattr; /文件属性 struct time filecreatetime; /文件的创建时间 struct date filecreatedate; /文件的创建日期 struct time filemtime; /文件的修改时间 struct date filemdate; /文件的修改日期 struct datefileadate; /文件的访问日期;struct fsinfo /znfat的文件系统信息结构 uint8 head4; uint8 resv1480; uint8 sign4; uint8 free_cluster4; uint8 last_cluster4; uint8 resv214; uint8 tail2;extern struct znfat_init_arg *parg; /初始化参数结构体指针，用以指向某一存储设备的初始化参数结构体，由外部提供extern uint8 dev_no;/设备号，外部变量/函数声明void znfat_device_init();uint32 znfat_get_total_size(void); /获取总容量uint32 znfat_get_remain_cap(void); /获取剩余容量void znfat_init(void); /文件系统初始化uint32 znfat_enter_dir(const int8 *path); /进入目录uint8 znfat_open_file(struct fileinfostruct *pfi,const int8 *filepath,uint32 item,uint8 is_file); /打开文件，支持通配uint8 znfat_seek_file(struct fileinfostruct *pfi,uint32 offset); /文件定位 uint32 znfat_read_file(struct fileinfostruct *pfi,uint32 offset,uint32 len,uint8 *pbuf); /读取文件数据uint32 znfat_read_filex(struct fileinfostruct *pfi,uint32 offset,uint32 len,void (*pfun)(uint8); /读取文件数据并进行数据处理uint32 znfat_add_dat(struct fileinfostruct *pfi,uint32 len,uint8 *pbuf); /向文件追加数据uint8 znfat_create_dir(const int8 *dirpath,uint8 *ptd); /创建目录，支持创建时间uint8 znfat_create_file(struct fileinfostruct *pfi,const int8 *filepath,uint8 *ptd); /创建文件，支持创建时间uint8 znfat_del_file(const int8 *filepath); /删除文件unsigned char znfat_xcopy_file(struct znfat_init_arg *parg1,struct znfat_init_arg *parg2,const int8 *sfilename,const int8 *tfilename,uint8 *file_buf,uint32 buf_size,unsigned char *pt); /文件拷贝，支持多设备中文件互拷uint8 znfat_file_close(struct fileinfostruct *pfi); /文件关闭uint8 znfat_rename_file(const int8 *filename,const int8 *newfilename); /文件重命名#endif#include znfat.h#include sd.h /存储设备的扇区读写驱动，这里是sd卡/#include ch375.h /存储设备的扇区读写驱动，这里是u盘/#include cf.h/存储设备的扇区读写驱动，这里是cf盘#include string.h/全局变量定义struct direntry temp_rec;int8 temp_dir_name13; uint32 temp_dir_cluster;uint32 temp_last_cluster;uint8 znfat_buffer512; /扇区数据读写缓冲区,由外部提供/* - 功能描述：znfat的存储设备初始化函数 - 隶属模块：znfat文件系统模块 - 函数属性：外部（用于对存储设备进行初始化） - 参数说明：无 - 返回说明：无 - 注：在调znfat其它函数之前，必须先对存储设备进行成功的初始化。 */void znfat_device_init() sd_reset(); sd_init(); /* - 功能描述：znfat的存储设备底层驱动接口，读取存储设备的addr扇区的 512个字节的数据放入buf数据缓冲区中 - 隶属模块：znfat文件系统模块 - 函数属性：内部（用于与存储设备的底层驱动对接） - 参数说明：addr:扇区地址 buf:指向数据缓冲区的指针 - 返回说明：0表示读取扇区成功，否则失败 - 注：这里加入了天狼星精华板上的三种存储设备，即sd卡（有效）、u盘、 cf卡通过在程序中动态的切换不同的设备驱动，从而实现多设备(即同 时对多种存储设备进行操作，比如从sd卡拷贝文件到u盘等等)，不同 驱动的切换，只需要在程序中改变dev_no这个全局变量的值即可 */uint8 znfat_readsector(uint32 addr,uint8 *buf) switch(dev_no)/由dev_no来决定所使用的存储设备驱动 case sdcard: return sd_read_sector(addr,buf); break; case udisk: /return ch375_read_sector(addr,buf); break; case cfcard: /return cf_read_sector(addr,buf); break; case other: /return xxx_read_sector(addr,buf); break; /* - 功能描述：znfat的存储设备底层驱动接口，将buf数据缓冲区中的512个 字节的数据写入到存储设备的addr扇区中 - 隶属模块：znfat文件系统模块 - 函数属性：内部（用于与存储设备的底层驱动对接） - 参数说明：addr:扇区地址 buf:指向数据缓冲区 - 返回说明：0表示读取扇区成功，否则失败 - 注：略 */uint8 znfat_writesector(uint32 addr,uint8 *buf) switch(dev_no)/由dev_no来决定所使用的存储设备驱动 case sdcard: return sd_write_sector(addr,buf); break; case udisk: /return ch375_write_sector(addr,buf); break; case cfcard: /return cf_writesector(addr,buf); break; case other: /return xxx_write_sector(addr,buf); break; /* - 功能描述：小端转大端，即littleendian车bigendian - 隶属模块：znfat文件系统模块 - 函数属性：内部 - 参数说明：dat:指向要转为大端的字节序列 len:要转为大端的字节序列长度 - 返回说明：转为大端模式后，字节序列所表达的数据 - 注：比如：小端模式的 0x33 0x22 0x11 0x00 (低字节在前) 转为大端模式后为 0x00 0x11 0x22 0x33 (高字节在前) 所表达的数值为 0x00112233 (cisc的cpu通常是小端的，所以znfat也设计为小端，而单片机 这种risc的cpu，通常来说都是大端的，所以需要这个函数将字 节的存放次序进行调整，才能得到正确的数值) */uint32 le2be(uint8 *dat,uint8 len) uint32 temp=0; uint32 fact=1; uint8 i=0; for(i=0;ilen;i+) temp+=dati*fact; /将各字节乘以相应的权值后累加 fact*=256; /更新权值 return temp;/* - 功能描述：清空某个簇的所有扇区，填充0 - 隶属模块：znfat文件系统模块 - 函数属性：内部 - 参数说明：cluster:要清空的簇的簇号 - 返回说明：无 */#ifdef znfat_empty_clustervoid znfat_empty_cluster(uint32 cluster) uint32 isec; uint16 i; for(i=0;ibytespersector;i+) znfat_bufferi=0; for(isec=soc(cluster);isecsectorsperclust;isec+) znfat_writesector(isec,znfat_buffer); #endif/* - 功能描述：获取剩余容量 - 隶属模块：znfat文件系统模块 - 函数属性：外部，使用户使用 - 参数说明：无 - 返回说明：剩余容量，单位字节 - 注：从fsinfo中读取空闲簇数，而从计算得到剩余的容量，单位字节 */#ifdef znfat_get_remain_capuint32 znfat_get_remain_cap(void) znfat_readsector(1+parg-bpb_sector_no,znfat_buffer); if(struct fsinfo *)znfat_buffer)-free_cluster0=0xff & (struct fsinfo *)znfat_buffer)-free_cluster1=0xff & (struct fsinfo *)znfat_buffer)-free_cluster2=0xff & (struct fsinfo *)znfat_buffer)-free_cluster3=0xff) return parg-total_size; else return le2be(struct fsinfo *)znfat_buffer)-free_cluster,4)*parg-sectorsperclust*parg-bytespersector; #endif/* - 功能描述：将小字字符转为大写 - 隶属模块：znfat文件系统模块 - 函数属性：内部 - 参数说明：c:要转换为大写的字符 - 返回说明：要转换的字节的相应的大写字符 - 注：只对小写字符有效，如果不是az的小写字符，将直接返回 */int8 l2u(int8 c) if(c=a & cpart0).startlba),4); else sec_dbr=0; return sec_dbr;/* - 功能描述：获取分区的总容量 - 隶属模块：znfat文件系统模块 - 函数属性：外部，使用户使用 - 参数说明：无 - 返回说明：分区容量值，单位为字节 - 注：这里得到的总容量是znfat分区的容量，一定小于实际的物理容量 */#ifdef znfat_get_total_sizeuint32 znfat_get_total_size(void) return parg-total_size;#endif/* - 功能描述：读取fsinfo获取最近的一个可用空闲簇 - 隶属模块：znfat文件系统模块 - 函数属性：内部 - 参数说明：无 - 返回说明：最近的一个可用空闲簇 - 注：znfat中的fsinfo扇区(绝对1扇区)中记录了最近的一个可用空闲簇 */uint32 search_last_usable_cluster(void) znfat_readsector(1+parg-bpb_sector_no,znfat_buffer); return le2be(struct fsinfo *)znfat_buffer)-last_cluster,4);/* - 功能描述：znfat文件系统初始化 - 隶属模块：znfat文件系统模块 - 函数属性：外部，使用户使用 - 参数说明：znfat_init_arg类型的结构体指针，用于装载一些重要的参数信息， 以备后面使用 - 返回说明：无 - 注：在使用znfat前，这个函数是必须先被调用的，将很多参数信息装入到 arg指向的结构体中，比如扇区大小、根目录的位置、fat表大小等等。 这些参数绝大部分是来自于dbr的bpb中，因此此函数主要在作对dbr的参数解析 */void znfat_init(void) struct znfat_bpb *bpb; bpb=(struct znfat_bpb *)(znfat_buffer); /将数据缓冲区指针转为struct znfat_bpb 型指针 parg-dev_no=dev_no; /装入设备号 parg-bpb_sector_no =znfat_find_dbr(); /znfat_findbpb()可以返回bpb所在的扇区号 znfat_readsector(parg-bpb_sector_no,znfat_buffer); parg-fatsectors =le2be(bpb-bpb_fatsz32) ,4);/装入fat表占用的扇区数到fatsectors中 parg-firstdirclust =le2be(bpb-bpb_rootclus) ,4);/装入根目录簇号到firstdirclust中 parg-bytespersector =le2be(bpb-bpb_bytespersec),2);/装入每扇区字节数到bytespersector中 parg-sectorsperclust =le2be(bpb-bpb_secperclus) ,1);/装入每簇扇区数到sectorsperclust 中 parg-firstfatsector =le2be(bpb-bpb_rsvdseccnt) ,2)+parg-bpb_sector_no;/装入第一个fat表扇区号到firstfatsector 中 parg-firstdirsector =(parg-firstfatsector)+(bpb-bpb_numfats0)*(parg-fatsectors); /装入第一个目录扇区到firstdirsector中 parg-total_size =le2be(bpb-bpb_totsec32),4)*parg-bytespersector; /磁盘的总容量，单位是字节 temp_last_cluster=search_last_usable_cluster();/* - 功能描述：更新fsinfo中的可用空闲簇的数量 - 隶属模块：znfat文件系统模块 - 函数属性：内部 - 参数说明：plusorminus:可用空闲簇数加1或减1 - 返回说明：无 - 注：创建文件、追加数据、删除文件等操作都可能会使可用的空闲簇数变化 要及时更新 */#ifdef znfat_update_fsinfo_free_cluvoid znfat_update_fsinfo_free_clu(uint32 plusorminus) uint32 free_clu=0; znfat_readsector(1+parg-bpb_sector_no,znfat_buffer); free_clu=(znfat_get_remain_cap()/(parg-sectorsperclust*parg-bytespersector); if(plusorminus) free_clu+; else free_clu-; (struct fsinfo *)znfat_buffer)-free_cluster0=free_clu&0x000000ff;/(uint8 *)&free_clu)0; (struct fsinfo *)znfat_buffer)-free_cluster1=(free_clu&0x0000ff00)8;/(uint8 *)&free_clu)1; (struct fsinfo *)znfat_buffer)-free_cluster2=(free_clu&0x00ff0000)16;/(uint8 *)&free_clu)2; (struct fsinfo *)znfat_buffer)-free_cluster3=(free_clu&0xff000000)24;/(uint8 *)&free_clu)3; znfat_writesector(1+parg-bpb_sector_no,znfat_buffer); #endif/* - 功能描述：更新fsinfo中的下一个可用空闲簇的簇号 - 隶属模块：znfat文件系统模块 - 函数属性：内部 - 参数说明：last_clu:将要更新到fsinfo中的下一个可用空闲簇的簇号 - 返回说明：无 - 注：fsinfo中的下一个可用空闲簇号可以给文件系统一个参考，直接告诉文件系统 下一个可用的空闲簇在什么地方 */#ifdef znfat_update_fsinfo_last_cluvoid znfat_update_fsinfo_last_clu(uint32 last_clu) znfat_readsector(1+parg-bpb_sector_no,znfat_buffer); (struct fsinfo *)znfat_buffer)-last_cluster0=last_clu&0x000000ff;/(uint8 *)&last_clu)0; (struct fsinfo *)znfat_buffer)-last_cluster1=(last_clu&0x0000ff00)8;/(uint8 *)&last_clu)1; (struct fsinfo *)znfat_buffer)-last_cluster2=(last_clu&0x00ff0000)16;/(uint8 *)&last_clu)2; (struct fsinfo *)znfat_buffer)-last_cluster3=(last_clu&0xff000000)24;/(uint8 *)&last_clu)3; znfat_writesector(1+parg-bpb_sector_no,znfat_buffer);#endif/* - 功能描述：获得下一个簇的簇号 - 隶属模块：znfat文件系统模块 - 函数属性：内部 - 参数说明：lastcluster:基准簇号 - 返回说明：lastclutster的下一簇的簇号 - 注：获得下一簇的簇号，就是凭借fat表中所记录的簇链关系来实现的 */#ifdef znfat_getnextclusteruint32 znfat_getnextcluster(uint32 lastcluster) uint32 temp; struct znfat_fat *pfat; struct znfat_fat_item *pfat_item; temp=(lastcluster/128)+parg-firstfatsector); znfat_readsector(temp,znfat_buffer); pfat=(struct znfat_fat *)znfat_buffer; pfat_item=&(pfat-items)lastcluster%128); return le2be(uint8 *)pfat_