【鸿蒙南向开发】LiteOS-M小型系统内核——FAT

基本概念

FAT文件系统是File Allocation Table（文件配置表）的简称，重要包括DBR区、FAT区、DATA区三个地区。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、是否文件末端等。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，特殊在可移动存储介质（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，方便用户管理操纵文件。
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相干驱动的支持。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巨细）、FF_VOLUME_STRS（分区名）等信息，例如：

1. #define FF_VOLUME_STRS     "system", "inner", "update", "user"
2. #define FS_MAX_SS          512
3. #define FAT_MAX_OPEN_FILES 50

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开发流程

   阐明：
  

• FATFS文件与目录操纵：
  
• 单个文件巨细不超过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年从前的时间。
  
• 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操纵前，需确保所有目录及文件全部关闭。
  
• umount2支持通过MNT_FORCE参数逼迫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操纵之前，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操纵前，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

实例形貌

本实例实现以下功能：

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

示例代码

条件条件：

• 系统已将MMC设备分区挂载到user目录
  

代码实现如下：

1. #include <stdio.h>
2. #include <string.h>
3. #include "sys/stat.h"
4. #include "fcntl.h"
5. #include "unistd.h"
7. #define LOS_OK 0
8. #define LOS_NOK -1
10. int FatfsTest(void)
11. {     
12.     int ret;
13.     int fd = -1;
14.     ssize_t len;
15.     off_t off;
16.     char dirName[20] = "user/test";
17.     char fileName[20] = "user/test/file.txt";
18.     char writeBuf[20] = "Hello OpenHarmony!
19. ";
20.     char readBuf[20] = {0};
22.     /* 创建目录“user/test” */
23.     ret = mkdir(dirName, 0777);
24.     if (ret != LOS_OK) {
25.         printf("mkdir failed.\n");
26.         return LOS_NOK;
27.     }
29.     /* 创建可读写文件"user/test/file.txt" */
30.     fd = open(fileName, O_RDWR | O_CREAT, 0777);
31.     if (fd < 0) {
32.         printf("open file failed.\n");
33.         return LOS_NOK;
34.     }
36.     /* 将writeBuf中的内容写入文件 */
37.     len = write(fd, writeBuf, strlen(writeBuf));
38.     if (len != strlen(writeBuf)) {
39.         printf("write file failed.\n");
40.         return LOS_NOK;
41.     }
43.     /* 将文件内容刷入存储设备中 */
44.     ret = fsync(fd);
45.     if (ret != LOS_OK) {
46.         printf("fsync failed.\n");
47.         return LOS_NOK;
48.     }
50.     /* 将读写指针偏移至文件头 */
51.     off = lseek(fd, 0, SEEK_SET);
52.     if (off != 0) {
53.         printf("lseek failed.\n");
54.         return LOS_NOK;
55.     }
57.     /* 将文件内容读出至readBuf中，读取长度为readBuf大小 */
58.     len = read(fd, readBuf, sizeof(readBuf));
59.     if (len != strlen(writeBuf)) {
60.         printf("read file failed.\n");
61.         return LOS_NOK;
62.     }
63.     printf("%s\n", readBuf);
65.     /* 关闭文件 */
66.     ret = close(fd);
67.     if (ret != LOS_OK) {
68.         printf("close failed.\n");
69.         return LOS_NOK;
70.     }
72.     /* 删除文件"user/test/file.txt" */
73.     ret = unlink(fileName);
74.     if (ret != LOS_OK) {
75.         printf("unlink failed.\n");
76.         return LOS_NOK;
77.     }
79.     /* 删除目录“user/test” */
80.     ret = rmdir(dirName);
81.     if (ret != LOS_OK) {
82.         printf("rmdir failed.\n");
83.         return LOS_NOK;
84.     }
86.     return LOS_OK;
87. }

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结果验证

编译运行得到的结果为：

1. Hello OpenHarmony!

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写在最后

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