FAT16图文解析

2020-01-01 17:54发布

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本帖最后由 hexiaolong2009 于 2013-12-25 21:42 编辑

注：FAT16驱动代码不是本人编写的，是从网上下载的，本人只是对该代码进行研读学习，并做下笔记。该FAT16驱动应该是比较老的了，猜测应该在DOS时代比较流行，但放在今天，对于刚刚进阶FAT16的小伙伴来说，还是很适合初学者学习的好资料！笔者也相信，只要小伙伴们静下心来，慢慢读懂该代码，相信很快就能在脑海中形成一张FAT16的总览图了。
笔者对代码进行了简单测试，在STM32平台上对2G SD卡进行了读写TXT操作，没有问题。当然，这个代码功能还是很简单的，只有创建、读、写文件3个操作，而且写操作不能修改文件的大小，即没有追加功能，文件的大小是由CreateFile一开始创建好了的。

以下为源码部分：

#include "stm32f10x.h"
#include "fat16.h"
#include "sd.h"
//****************************************************************************************************
//全局变量定义
u16 BytesPerSector;
u16 ResvdSectors;
u16 RootDirCnt;
u16 SectorsPerFAT;
u16 DirStartSector;
u16 DataStartSector;
u16 DBRStartSector;
u8 SectorsPerClus;
u8 FATCount;
u8 SectorBuf[512];
//读取一个逻辑扇区
static u8 ReadBlock(u16 LBA)
{
return SD_ReadSector(SectorBuf, LBA + DBRStartSector, 1);
}
//写入一个逻辑扇区
static u8 WriteBlock(u16 LBA)
{
return SD_WriteSector(SectorBuf, LBA + DBRStartSector, 1);
}
//将文件名格式化成标准的DOS 8.3格式的文件名
static void NameFormat(const char* SrcName, char* DstName)
{
u8 i, j;
//首先用空格初始化目标缓冲区
for(i = 0; i < 11; i++)
*(DstName + i) = 0x20;
//其次拷贝文件名
for(i = 0, j = 0; i < 8; i++, j++)
{
if((*SrcName) == '.')
{
SrcName++;
break;
}
else
{
*(DstName + j) = *SrcName++;
}
}
//最后拷贝扩展名
for(i = 0, j = 8; i < 3; i++, j++)
{
if((*SrcName) == 0) break;
else
{
*(DstName + j) = *SrcName++;
}
}
}
//比较两个缓冲区的前size个字节是否完全相同
static u8 IsEqual(void* Src1, void* Src2, u32 size)
{
u8 *p1, *p2;
p1 = Src1;
p2 = Src2;
for(; size--; )
{
if((*p1++) != (*p2++))
return 0;
}
return 1;
}
//将簇号转换为逻辑扇区号
static u16 Clus2Sector(u16 clus)
{
return (DataStartSector + ((clus - 2) * SectorsPerClus));
}
//读取主引导记录MBR
static u8 ReadMBR(void)
{
tMBR *pmbr = (tMBR *)SectorBuf;
//因为此时的DBRStartSector还未被赋值，等于0，所以这里读取的是物理扇区0
if(0 == ReadBlock(0)) return 0;
if(0xAA55 != pmbr->Flag) return 0;
//通过磁盘分区表DPT字段来获取系统引导扇区DBR的扇区偏移量
DBRStartSector = (pmbr->DPT[0].LBAoffest[1] << 16) + pmbr->DPT[0].LBAoffest[0];
return 1;
}
//读取系统引导扇区DBR
static u8 ReadDBR(void)
{
tDBR *pdbr = (tDBR*)SectorBuf;
if(0 == ReadBlock(0)) return 0;
if(0xAA55 != pdbr->Flag) return 0;
//通过系统引导扇区中的BPB字段，计算磁盘的相关参数
BytesPerSector = (pdbr->BPB.BytesPerSector[1] << 8) + pdbr->BPB.BytesPerSector[0];
SectorsPerClus = pdbr->BPB.SectorsPerClus;
ResvdSectors = (pdbr->BPB.ResvdSectors[1] << 8) + pdbr->BPB.ResvdSectors[0];
FATCount = pdbr->BPB.FATCount;
RootDirCnt = (pdbr->BPB.DirCount[1] << 8) + pdbr->BPB.DirCount[0];
SectorsPerFAT = (pdbr->BPB.SectorsPerFAT[1] << 8) + pdbr->BPB.SectorsPerFAT[0];
DirStartSector = ResvdSectors + SectorsPerFAT * FATCount;
DataStartSector = DirStartSector + 32;
return 1;
}
//读取FAT表项的值
static u16 ReadFAT(u16 Index)
{
u16 *pItem = (u16*)&SectorBuf[0];
//因为1扇区 = 256个FAT表项，所以Index >> 8表示从FAT开始的扇区偏移
if(0 == ReadBlock((Index >> 8) + ResvdSectors)) return 0;
//Index % 256 表示扇区内的字偏移
return *(pItem + (Index % 256));
}
//写入某一FAT表项的值
static u16 WriteFAT(u16 Index, u16 val)
{
u16 *pItem = (u16*)&SectorBuf[0];
//计算Index所在的逻辑扇区号
u16 sector = (Index >> 8) + ResvdSectors;
if(0 == ReadBlock(sector)) return 0;
//Index % 256 表示扇区内的字偏移
*(pItem + (Index % 256)) = val;
if(0 == WriteBlock(sector)) return 0;
return 1;
}
//将FAT1的某一扇区拷贝到FAT2所对应的扇区
//sector表示从FAT1开始的扇区偏移
static u8 CopyFAT(u16 sector)
{
if(!ReadBlock(ResvdSectors + sector)) return 0;
if(!WriteBlock(ResvdSectors + SectorsPerFAT + sector)) return 0;
return 1;
}
//FAT16初始化
u8 FAT_Init(void)
{
//先读取MBR，找到系统引导扇区的位置
if(0 == ReadMBR()) return 0;
//再读取系统引导扇区中的BPB，获取磁盘的相关参数
if(0 == ReadDBR()) return 0;
return 1;
}
//查找根目录下是否存在name所对应的文件，如果存在则将该文件信息存放到dir所指向的结构体中
u8 GetFileDir(const char* name, tDIR *dir)
{
u8 i, j;
tDIR *pDir;
char DOSname[11];
//第一步要将name格式化成标准8.3格式的文件名
NameFormat(name, DOSname);
//因为根目录区总共占32个扇区
for(j = 0; j < 32; j++)
{
if(0 == ReadBlock(DirStartSector + j)) return 0;
//而每个扇区又包含16个目录项
for(i = 0; i < 16; i++)
{
//每个目录项又占32个字节，所以这里用i << 5表示目录项在一个扇区中的字节偏移
pDir = (tDIR *)&SectorBuf[i << 5];
//通过文件名来查找文件
if(IsEqual(DOSname, pDir->Name, 11))
{
*dir = *pDir;
return 1;
}
}
}
return 0;
}
//将文件信息写入Index所指定的目录项中
static u8 WriteDir(u16 Index, tDIR *dir)
{
tDIR *pDir;
//计算Index所在的逻辑扇区偏移，Index / 16表示从目录区开始的扇区偏移量
u16 sector = Index / 16 + DirStartSector;
if(!ReadBlock(sector)) return 0;
pDir = (tDIR*)&SectorBuf[0];
//Index % 16表示1个扇区内的目录项偏移
*(pDir + (Index % 16)) = *dir;
if(!WriteBlock(sector)) return 0;
return 1;
}
//从根目录区中获取一个空的目录项
static u16 GetEmptyDir(void)
{
u8 j, i;
u16 index = 0;
//因为根目录区总共占32个扇区
for(i = 0; i < 32; i++)
{
if(!ReadBlock(DirStartSector + i)) return 0xffff;
//而每个扇区又包含16个目录项
for(j = 0; j < 16; j++)
{
//每个目录项又占32个字节，所以这里用j * 32表示目录项在一个扇区中的字节偏移
if(0 == SectorBuf[j * 32])
return index;
index++;
}
}
return 0xffff;
}
//获取一个空的FAT表项，即一个空簇的簇号
static u16 GetEmptyFAT(void)
{
u16 i, j;
u16 *pItem;
//遍历FAT表所占的每个扇区
for(i = 0; i < SectorsPerFAT; i++)
{
if(0 == ReadBlock(i + ResvdSectors)) return 0;
pItem = (u16*)&SectorBuf[0];
//遍历扇区内的每个FAT表项
for(j = 0; j < 256; j++)
{
if(*(pItem + j) == 0) return ((i << 8) + j);
}
}
return 0;
}