详细了解并学习FatFS文件系统的基本原理
FAT文件系统原理
FAT文件系统原理FAT（File Allocation Table）文件系统是一种用于管理磁盘空间和存储文件的文件系统。
它最初由微软公司于1977年开发，广泛应用于早期的个人电脑和移动设备中。
FAT文件系统具有简单、可靠和高兼容性的特点，因此仍被用于许多现代操作系统中。
FAT文件系统的核心原理是使用文件分配表（File Allocation Table）来跟踪文件在存储媒体中的分配情况。
文件分配表是一个表格，用于记录存储媒体上每个存储块（cluster）的分配情况。
存储媒体（如硬盘、闪存等）被划分为一个个固定大小的存储块，文件分配表将这些存储块连接起来以形成文件。
FAT文件系统使用一个文件目录来记录所有文件和目录的相关信息。
每个文件和目录占据一个固定大小（通常为32字节）的目录条目。
每个目录条目包含了文件的名称、大小、起始簇号等信息。
目录条目中有一个特殊的标记，用于表示该条目是否已被删除或者未被使用。
当用户创建一个新文件时，FAT文件系统首先会找到一个未被使用的目录条目来保存文件的信息。
然后，它会从文件分配表中寻找连续的空闲存储块以存储文件的内容，并将这些存储块的索引记录到文件分配表中。
当用户删除一个文件时，FAT文件系统会将对应的目录条目标记为未使用，并将文件分配表中对应的存储块标记为可用。
FAT文件系统的文件访问速度较慢，主要是因为文件分配表的顺序访问会带来一定的开销。
为了加速文件访问，FAT文件系统采用了簇的概念。
一个簇由多个连续的存储块组成，文件的内容被分配到一个或多个簇上。
这样，文件系统可以根据文件的簇号从文件分配表中快速定位到文件的实际存储位置，减少顺序查找的时间。
此外，FAT文件系统还具有很好的兼容性。
它可以在不同的操作系统和硬件平台上使用，并且可以与其他文件系统（如NTFS、EXT等）共存。
这使得FAT文件系统成为许多移动设备、U盘、闪存卡等存储介质的常用文件系统。
总的来说，FAT文件系统通过使用文件分配表来管理存储媒体的空间，并使用目录条目来记录文件和目录的相关信息，实现了简单、可靠和高兼容性的文件管理。
fatfs文件系统函数
fatfs文件系统函数FatFs 文件系统函数详解导语：FatFs 是一个跨平台、开源的文件系统实现，广泛应用于嵌入式设备。
本文将详细介绍 FatFs 文件系统函数的使用方法和实现原理。
第一节：FatFs 是什么？1.1 背景介绍嵌入式设备通常需要一个文件系统来管理储存和访问数据，而 FatFs 就是一个能够在 flash、SD 卡等储存介质上运行的文件系统实现。
1.2 FatFs 的功能FatFs 提供了一系列的文件系统函数，包括文件的创建、删除、读取、写入，目录的创建、删除、改名等。
同时，FatFs 还提供了簇管理、簇链、簇链索引的功能，以及对文件系统的格式化、检查、优化等操作。
第二节：FatFs 的使用方法2.1 环境配置在开始使用 FatFs 之前，首先要配置开发环境。
基本的配置包括硬件平台的选择和文件系统的选择。
FatFs 支持多种平台，如ARM、AVR、PIC、STM32等，并且支持多种文件系统类型，如FAT12、FAT16、FAT32等。
2.2 创建文件系统对象在使用 FatFs 的文件系统函数之前，需要先创建一个文件系统对象，并为其指定一个驱动器号。
驱动器号可以认为是一个逻辑卷，可以是实体存储介质上的一个分区或一个逻辑卷。
2.3 挂载文件系统在文件系统对象创建之后，需要通过调用 f_mount 函数来将文件系统对象挂载到系统中。
挂载文件系统的过程中，需要指定文件系统类型、逻辑卷号等参数。
2.4 文件的创建、打开和关闭通过使用文件系统函数可以创建、打开和关闭文件。
使用 f_open 函数可以创建一个新文件或打开一个已有的文件，指定打开的方式（读、写、追加等）和文件名。
使用 f_close 函数可以关闭一个已打开的文件。
2.5 文件的读取和写入文件系统函数提供了对文件的读取和写入操作。
通过 f_read 函数可以从文件中读取数据，指定读取的缓冲区和读取的大小。
通过 f_write 函数可以向文件中写入数据，指定写入的缓冲区和写入的大小。
透彻分析FAT文件系统(二)
透彻分析FAT文件系统！（二）四、FAT分区原理。
先来一幅结构图：现在我们着重研究FAT格式分区内数据是如何存储的。
FAT分区格式是MICROSOFT最早支持的分区格式，依据FAT表中每个簇链的所占位数(有关概念，后面会讲到)分为fat12、fat16、fat32三种格式"变种"，但其基本存储方式是相似的。
仔细研究图7中的fat16和fat32分区的组成结构。
下面依次解释DBR、FAT1、FAT2、根目录、数据区、剩余扇区的概念。
提到的地址如无特别提示均为分区内部偏移。
4.1 关于DBR.DBR区(DOS BOOT RECORD)即操作系统引导记录区的意思，通常占用分区的第0扇区共512个字节(特殊情况也要占用其它保留扇区，我们先说第0扇)。
在这512个字节中，其实又是由跳转指令，厂商标志和操作系统版本号，BPB(BIOS Parameter Block)，扩展BPB，os引导程序，结束标志几部分组成。
以用的最多的FAT32为例说明分区DBR各字节的含义。
见图8。
图8的对应解释见表3图9给出了winhex对图8 DBR的相关参数解释：根据上边图例，我们来讨论DBR各字节的参数意义。
MBR将CPU执行转移给引导扇区，因此，引导扇区的前三个字节必须是合法的可执行的基于x86的CPU指令。
这通常是一条跳转指令，该指令负责跳过接下来的几个不可执行的字节(BPB和扩展BPB)，跳到操作系统引导代码部分。
跳转指令之后是8字节长的OEM ID，它是一个字符串，OEM ID标识了格式化该分区的操作系统的名称和版本号。
为了保留与MS-DOS的兼容性，通常Windows 2000格式化该盘是在FAT16和FAT32磁盘上的该字段中记录了“MSDOS 5.0”，在NTFS磁盘上(关于ntfs，另述)，Windows 2000记录的是“NTFS”。
通常在被Windows 95格式化的磁盘上OEM ID字段出现“MSWIN4.0”，在被Windows 95 OSR2和Windows 98格式化的磁盘上OEM ID字段出现“MSWIN4.1”。
FAT文件系统原理
FAT文件系统原理FAT（File Allocation Table）是一种文件系统，最早由微软公司开发，用于磁盘驱动器的存储和管理。
FAT文件系统的设计目标是简单、高效和可移植，因此得到了广泛应用，尤其是在早期的计算机系统中。
下面是FAT文件系统的原理的详细解释。
FAT文件系统使用文件分配表来跟踪文件在磁盘上的存储位置。
文件分配表是一个记录了文件分配信息的表格，它包含了每个存储块的状态（已分配或未分配），以及下一个块的指针。
文件分配表把磁盘划分为多个存储簇（通常是一个或多个扇区的集合），文件存储在这些存储簇中。
FAT文件系统的核心数据结构是文件分配表。
文件分配表包含两个关键信息：文件分配表项和簇号。
文件分配表项记录了每个存储簇的状态。
常见的状态有：未分配、已分配但没有数据和已分配且有数据。
簇号用来标识文件磁盘上的存储位置，每个文件可以由一个或多个存储簇组成。
文件分配表项中的指针指向下一个簇号，在文件存储过程中，文件系统就是按照这个指针链条来定位文件数据的。
在FAT文件系统中，文件的起始簇号存储在目录项中。
目录项是一个结构，记录了文件的属性、文件名和文件的起始簇号等信息。
簇号指向文件分配表中的对应项，然后根据指针链条逐个访问每个存储簇，直到全部访问完毕，就可以读取或写入整个文件了。
由于每个存储簇的大小是固定的，在读取文件时，可能会出现一些碎片。
碎片是指数据文件被分散地存储在多个存储簇中，而不是连续存储在相邻簇中。
为了避免碎片化，FAT文件系统有一些处理碎片问题的策略。
例如，文件系统会优先将新文件存储在已删除文件的存储簇上，这样可以最大程度地保持簇的连续性，减少碎片。
此外，FAT文件系统也支持磁盘碎片整理工具，用于优化磁盘空间的利用率。
FAT文件系统的一个优势是可移植性。
由于FAT文件系统是一种简单和通用的文件系统，因此可以在不同的操作系统和平台上使用。
它的文件系统结构相对简单，易于实现和理解。
因此，FAT文件系统广泛用于嵌入式设备、移动存储介质和U盘等。
FATFS深入理解
FATFS深⼊理解⼀、通过格式化命令-看磁盘⽂件系统的建⽴过程1、添加format命令，单步调试所有的底层驱动函数都已经准备好。
添加格式化命令format后，编译下载。
Format命令的执⾏主要是调⽤f_mkfs（）函数，下⾯进⾏单步调试。
以下主要列出函数的主要执⾏步骤：res=f_mkfs( 0, 1, 4096 ); //1表⽰不需要引导扇区。
4096是8个扇区。
进⼊f_mkfs（）函数，这⾥只列出主要执⾏步骤：if (disk_ioctl(drv, GET_SECTOR_COUNT, &n_part) != RES_OK || n_part < MIN_SECTOR)return FR_MKFS_ABORTED;这个函数调⽤后，n_part=0x000F,3400 = 996 352，这是SD的总块数。
allocsize /= SS(fs); 等于8/*Number of sectors per cluster */n_clst = n_part / allocsize; //等于0x1E680 = 124 544 簇。
if (n_clst >= 0xFFF5) fmt = FS_FAT32; 所以⽂件系统确定为FAT32类型。
n_fat = ((n_clst * 4) + 8 + SS(fs) - 1) / SS(fs); 等于0x3CE = 974，表⽰FAT要占据974个扇区。
n_rsv = 33 - partition; 保留扇区32个。
n_dir = 0;b_fat = b_part + n_rsv; /* FATs start sector 32扇区*/b_dir = b_fat + n_fat * N_FATS; /* Directory start sector 0x3EE =1006，由于FAT表个数设为1个，所以⽬录区=FAT起始+FAT 占⽤扇区数*/b_data = b_dir + n_dir; /* Data start sector */以上三项确定FAT区域、根⽬录区、数据区的起始扇区。
文件系统fat和ntfs的原理
文件系统fat和ntfs的原理文件系统是计算机操作系统中的一部分，用于组织和管理计算机存储设备中的文件和目录。
常见的文件系统有FAT和NTFS两种。
本文将分别介绍FAT和NTFS文件系统的原理和特点。
一、FAT文件系统的原理和特点1. 原理：FAT（File Allocation Table）文件系统是由微软公司开发的一种简单的文件系统。
它使用了文件分配表来追踪磁盘上文件的存储位置。
FAT文件系统使用磁盘上的文件分配表来记录每个文件占用的簇号，并使用链表的方式将这些簇连接起来，从而形成完整的文件。
2. 特点：（1）FAT文件系统具有良好的兼容性，可以在多个操作系统中共享文件。
（2）FAT文件系统的存储结构简单，占用资源少，适用于较小容量的存储设备。
（3）FAT文件系统支持文件和目录的命名，可以对文件进行读写、删除、复制等操作。
（4）FAT文件系统对文件的大小和簇大小有一定的限制，无法支持大文件和大容量存储设备。
（5）FAT文件系统没有对文件进行加密和访问控制的能力，安全性较低。
二、NTFS文件系统的原理和特点1. 原理：NTFS（New Technology File System）文件系统是微软公司开发的一种高级文件系统。
它采用了B+树的数据结构来组织和管理文件和目录。
NTFS文件系统将磁盘空间划分为多个逻辑区域，通过文件记录和索引来管理文件的存储和访问。
2. 特点：（1）NTFS文件系统支持大容量存储设备和大文件，可以处理几TB 甚至PB级别的数据。
（2）NTFS文件系统具有高度的可靠性和稳定性，支持磁盘冗余和数据恢复。
（3）NTFS文件系统支持文件和目录的权限控制，可以对文件进行加密和访问控制。
（4）NTFS文件系统支持文件的压缩和加密，可以节省存储空间并提高数据安全性。
（5）NTFS文件系统支持文件的快照和防止数据损坏，可以提供更好的数据保护和恢复能力。
三、FAT和NTFS文件系统的比较1. 性能比较：FAT文件系统在小容量存储设备上性能较好，但在大容量存储设备上性能较差。
硬盘 FAT 文件系统原理的详细分析
一、硬盤的物理結構：硬盤存儲數據是根據電、磁轉換原理實現的。
硬盤由一個或幾個表面鍍有磁性物質的金屬或玻璃等物質盤片以及盤片兩面所安裝的磁頭和相應的控制電路組成( 圖1) ，其中盤片和磁頭密封在無塵的金屬殼中。
硬盤工作時，盤片以設計轉速高速旋轉，設置在盤片表面的磁頭則在電路控制下徑向移動到指定位置然後將數據存儲或讀取出來。
當系統向硬盤寫入數據時，磁頭中『寫數據』電流產生磁場使盤片表面磁性物質狀態發生改變，並在寫電流磁場消失後仍能保持，這樣數據就存儲下來了；當系統從硬盤中讀數據時，磁頭經過盤片指定區域，盤片表面磁場使磁頭產生感應電流或線圈阻抗產生變化，經相關電路處理後還原成數據。
因此只要能將盤片表面處理得更平滑、磁頭設計得更精密以及盡量提高盤片旋轉速度，就能造出容量更大、讀寫數據速度更快的硬盤。
這是因為盤片表面處理越平、轉速越快就能越使磁頭離盤片表面越近，提高讀、寫靈敏度和速度；磁頭設計越小越精密就能使磁頭在盤片上佔用空間越小，使磁頭在一張盤片上建立更多的磁道以存儲更多的數據。
二、硬盤的邏輯結構：硬盤由很多盤片(platter) 組成，每個盤片的每個面都有一個讀寫磁頭。
如果有N 個盤片。
就有2N 個面，對應2N 個磁頭(Heads) ，從0 、1 、2 開始編號。
每個盤片被劃分成若乾個同心圓磁道( 邏輯上的，是不可見的。
) 每個盤片的劃分規則通常是一樣的。
這樣每個盤片的半徑均為固定值R 的同心圓再邏輯上形成了一個以電機主軸為軸的柱面(Cylinders) ，從外至裡編號為0 、1 、2…… 每個盤片上的每個磁道又被劃分為幾十個扇區(Sector) ，通常的容量是512byte ，並按照一定規則編號為 1 、2 、3…… 形成Cylinders×Heads×Sector 個扇區。
這三個參數即是硬盤的物理參數。
我們下面的很多實踐需要深刻理解這三個參數的意義。
三、磁盤引導原理：3.1 MBR(master boot record) 扇區：計算機在按下power 鍵以後，開始執行主板bios 程序。
透彻分析FAT文件系统
透彻分析FAT文件系统FAT文件系统（File Allocation Table）是一种广泛用于存储设备的文件系统类型，尤其是在早期的操作系统中广泛使用。
在本文中，我们将更深入地探讨FAT文件系统的工作原理和一些特性。
FAT文件系统最早由微软公司于1970年代初设计并推出，目的是为了在早期计算机上实现简单而高效的文件存储。
它的设计原则是易于实现和跨平台兼容，并且在磁盘空间利用率和性能之间找到一个平衡。
FAT文件系统的核心组件是文件分配表（File Allocation Table），它是一个表格，用于记录存储设备上每个文件的分配情况。
每个表项的大小固定为12、16或32位（取决于FAT版本），用于表示磁盘上的一个簇（cluster）。
一个簇是FAT文件系统中分配存储空间的最小单位。
当文件被写入磁盘时，FAT文件系统将为该文件分配一个或多个簇来存储文件数据。
分配的簇号将记录在文件分配表中，并且会按照顺序链接在一起，形成一个簇链表。
通过遍历簇链表，操作系统就可以找到文件的每个簇，从而读取或写入文件数据。
在FAT文件系统中，目录也被视为一种特殊的文件。
目录包含文件和子目录的记录项，每个记录项都有一个文件名和对应的簇号。
通过遍历目录中的记录项，操作系统可以找到具体文件的位置和属性。
为了提高磁盘空间利用率，FAT文件系统使用了簇的概念。
簇的大小在格式化磁盘时被设定，通常为2KB、4KB或8KB。
这样一来，当一个文件的大小不是簇大小的整数倍时，会出现空闲空间浪费的情况。
例如，一个2KB的文件会占用一个簇的空间，而剩余的空间将会被浪费掉。
FAT文件系统还支持文件的组织层次，即目录结构。
目录结构是以层次结构组织的，每个目录都可以包含文件和子目录。
根目录是整个文件系统的起点，而其他目录则通过层层嵌套的方式对文件进行组织。
此外，FAT文件系统还提供了一些特性来增强文件系统的可用性，例如长文件名支持、文件属性和权限、文件碎片整理等。
文件系统fat和ntfs的原理
文件系统fat和ntfs的原理FAT和NTFS是两种常见的文件系统，它们在计算机存储中起着重要的作用。
本文将分别介绍FAT和NTFS的原理，以及它们在文件存储中的特点和应用。
一、FAT文件系统的原理FAT（File Allocation Table）文件系统是最早应用于个人计算机的一种文件系统。
它的原理是将存储设备（如硬盘、U盘等）划分为若干个簇（Cluster），每个簇由若干个扇区（Sector）组成。
FAT 文件系统通过使用文件分配表（File Allocation Table）来记录每个簇的使用情况，以便于管理文件的存储和检索。
在FAT文件系统中，文件和目录被组织为一个层次结构，最顶层是根目录（Root Directory），根目录下可以包含文件和子目录。
每个文件或目录的相关信息，如名称、大小、属性等，都存储在目录项（Directory Entry）中。
而目录项的内容则通过文件分配表来确定文件或目录所占用的簇的位置。
FAT文件系统的优点之一是兼容性强，几乎所有操作系统都能够识别和访问FAT格式的存储设备。
此外，FAT文件系统还具有简单、易于实现和维护的特点。
二、NTFS文件系统的原理NTFS（New Technology File System）文件系统是微软公司开发的一种高级文件系统，它首次引入于Windows NT操作系统。
相对于FAT文件系统，NTFS具有更多的功能和更好的性能。
NTFS文件系统的原理是将存储设备划分为一个个的簇，每个簇的大小可以根据实际需求进行调整。
与FAT不同的是，NTFS使用了一种称为MFT（Master File Table）的结构来管理文件和目录的存储。
在NTFS文件系统中，每个文件和目录都有一个唯一的MFT记录，该记录存储了文件的元数据（如文件名、大小、权限等）以及文件的数据存储位置。
MFT记录中的数据可以直接存储在记录本身中，也可以通过指针指向其他数据簇。
fat原理
fat原理fat原理是一种常用的文件系统架构，它使用文件分配表（File Allocation Table，FAT）来管理存储设备上的文件和文件夹。
FAT文件系统最初由微软公司开发，旨在为早期的计算机系统提供简单而有效的文件管理功能。
FAT文件系统的原理基于以下几个核心概念：1. 文件分配表（File Allocation Table）：FAT文件系统使用文件分配表来跟踪存储设备上的文件和文件夹。
该表记录了存储设备上每个文件的起始位置、文件长度以及下一个块的位置。
2. 簇（Cluster）：FAT文件系统将存储设备划分为多个固定大小的区块，称为簇。
每个簇可以存储一个或多个连续的扇区。
文件系统使用簇作为文件的基本分配单位，这样可以避免大文件存储时的碎片化问题。
3. 目录（Directory）：FAT文件系统将存储设备上的文件和文件夹组织为一个层次化的目录结构。
每个目录可以包含多个文件和子目录，通过目录树可以方便地定位和管理文件。
4. 文件入口（File Entry）：FAT文件系统中的每个文件和文件夹都有一个对应的文件入口。
文件入口中包含了文件名、扩展名、文件属性、起始簇号等信息。
5. 文件链接（File Linking）：当一个文件需要占用多个簇时，FAT文件系统使用文件链接来连接这些簇。
通过文件入口中的起始簇号和下一个簇号，文件系统可以按顺序遍历所有的簇，以读取文件的完整内容。
6. 簇链（Cluster Chain）：如果一个文件需要占用多个簇，存储设备的FAT表将记录这些簇以形成一条簇链。
通过这个簇链，文件系统可以快速定位并读取文件的任何部分。
通过以上原理，FAT文件系统实现了简单而高效的文件管理。
它适用于各种存储设备，如硬盘、U盘和SD卡，被广泛应用于许多操作系统中。
然而，随着计算机技术的不断发展，FAT 文件系统的局限性逐渐显现，如文件大小限制和性能不足等。
因此，现在更多的操作系统和设备倾向于采用更先进的文件系统，如NTFS和ext4等。
fatfs 详解
fatfs 详解【原创实用版】目录1.FATFS 简介2.FATFS 的特点3.FATFS 的应用领域4.FATFS 的优势与不足5.结论正文1.FATFS 简介FATFS（File Allocation Table File System）是一种适用于嵌入式系统的文件系统，由 Keil 公司开发。
FATFS 是一种可扩展的、可恢复的、易于使用的文件系统，适用于管理存储设备上的文件和数据。
它支持FAT12、FAT16 和 FAT32 三种文件分配表格式，因此可以适应不同存储容量的设备。
2.FATFS 的特点（1）可扩展性：FATFS 支持多种文件分配表格式，可以根据存储设备的容量进行选择，最大支持 2TB 的存储空间。
（2）可恢复性：FATFS 具有自动纠错功能，能够在读取数据时检测到错误并尝试修复。
同时，它还提供了一种称为“垃圾回收”的机制，用于回收已删除文件的存储空间。
（3）易于使用：FATFS 提供了丰富的应用程序编程接口（API），方便开发人员在嵌入式系统中进行文件操作。
3.FATFS 的应用领域FATFS 广泛应用于各种嵌入式系统，如智能家居、工业控制、消费电子等。
在这些领域，FATFS 可以提供可靠的文件存储和管理功能，满足设备对文件系统的需求。
4.FATFS 的优势与不足（1）优势：FATFS 具有较好的可扩展性和可恢复性，能够适应不同存储容量的设备。
同时，它提供了丰富的 API，便于开发人员进行文件操作。
（2）不足：尽管 FATFS 在嵌入式领域应用广泛，但它在某些方面存在局限性。
例如，与 extFS、yaffs 等其他文件系统相比，FATFS 在存储性能和空间利用率方面表现较差。
此外，FATFS 主要针对小容量存储设备，对于大容量存储设备而言，管理效率较低。
5.结论FATFS 是一种适用于嵌入式系统的文件系统，具有可扩展性、可恢复性和易于使用等特点。
在多种应用领域中，FATFS 都能提供可靠的文件存储和管理功能。
fat文件系统原理
fat文件系统原理FAT文件系统原理一、引言FAT（File Allocation Table）文件系统是一种用于存储和组织文件数据的文件系统。
它最早由Microsoft开发用于DOS操作系统，现已广泛应用于各种存储媒体中，如硬盘、U盘和存储卡等。
本文将介绍FAT文件系统的原理和工作机制。
二、FAT文件系统结构FAT文件系统由三个主要组成部分构成：引导扇区、文件分配表（FAT）和文件目录。
1. 引导扇区：FAT文件系统的第一个扇区是引导扇区，它包含了启动计算机时所需的引导代码。
引导扇区还包含了FAT文件系统的一些关键参数，如扇区大小、簇大小和FAT表的起始位置等。
2. 文件分配表（FAT）：FAT是FAT文件系统的核心部分，用于记录文件在存储设备上的存储位置。
每个簇在FAT中都有一项对应，记录了该簇的状态和下一个簇的编号。
FAT的结构和大小取决于存储设备的容量，较小的设备可能只有一个FAT，而较大的设备则可能有多个FAT。
3. 文件目录：文件目录是FAT文件系统用于存储文件和文件夹信息的地方。
每个文件目录项包含了文件名、文件属性、文件大小和起始簇号等信息。
文件目录采用树状结构组织，通过文件目录项中的指针可以找到文件的具体位置。
三、FAT文件系统的工作原理FAT文件系统的工作原理可以概括为以下几个步骤：1. 引导过程：计算机启动时，BIOS会加载引导扇区的代码到内存中并执行，引导扇区的代码会读取FAT表的位置和大小等信息，并将控制权传递给操作系统。
2. FAT表的读取：操作系统根据引导扇区中的信息找到FAT表的位置，并将其读取到内存中。
FAT表可以告诉操作系统每个簇的使用状态和下一个簇的编号，从而实现文件的连续存储和读取。
3. 文件的查找和读取：当用户请求读取某个文件时，操作系统会根据文件目录进行查找，并获取文件的起始簇号。
然后，操作系统通过读取FAT表中的项，找到文件的所有簇号，并按顺序读取簇中的数据。
fatfs 详解
fatfs 详解摘要：一、FatFs简介二、FatFs文件系统结构三、FatFs操作方法四、FatFs应用场景五、FatFs优缺点六、总结正文：一、FatFs简介FatFs是一款开源的文件系统库，主要用于嵌入式系统中对FAT32和exFAT文件系统进行操作。
它是由Chris W.contention开发的，具有开源、高效、易于使用等特点。
在很多嵌入式设备的开发中，FatFs都发挥着重要作用。
二、FatFs文件系统结构FatFs文件系统是基于FAT32和exFAT文件标准的。
它包括以下几个部分：1.文件系统初始化：创建文件系统结构体，初始化操作环境。
2.挂载文件系统：将FatFs挂载到指定的目录。
3.文件操作：包括创建、删除、重命名、读取、写入等操作。
4.目录操作：包括创建、删除、重命名、列出目录内容等操作。
5.存储空间管理：分配和释放存储空间。
6.文件名解析：将文件名解析为文件路径。
三、FatFs操作方法FatFs提供了丰富的API供开发者使用。
以下是一些常用的操作方法：1.初始化文件系统：FF_Init；2.挂载文件系统：FF_Mount；3.卸载文件系统：FF_Unmount；4.创建文件：FF_Create；5.删除文件：FF_Delete；6.重命名文件：FF_Rename；7.读取文件：FF_Read；8.写入文件：FF_Write；9.列出目录内容：FF_List；10.查找文件：FF_Find；11.设置文件属性：FF_SetAttribute；12.获取文件属性：FF_GetAttribute；四、FatFs应用场景FatFs适用于以下场景：1.嵌入式设备：如智能家居、工业控制系统等；2.移动存储设备：如U盘、SD卡等；3.网络存储设备：如NAS、云存储等；4.需要使用FAT32或exFAT文件系统的各类项目。
五、FatFs优缺点优点：1.开源：源代码公开，便于二次开发和修改；2.高效：具有良好的性能，占用资源少；3.易于使用：提供了丰富的API，上手简单；4.跨平台：支持多种操作系统和硬件平台。
FAT文件系统原理
FAT文件系统原理FAT（File Allocation Table）文件系统是一种用于磁盘存储的文件系统。
它最早由微软公司在1977年为MS-DOS操作系统开发，后来被广泛应用于各种操作系统和设备中，如Windows、Linux、移动设备等。
FAT文件系统的原理主要包括文件和目录的组织方式、文件存储的分配方式、文件的访问和管理等方面。
FAT文件系统使用一种层次化的目录结构来组织文件和目录。
整个文件系统的入口是根目录，根目录下可以包含文件和子目录。
每个文件和目录都有一个唯一的文件名，它由一个主文件名和一个扩展名组成。
文件和目录之间的关系通过目录项来表示，每个目录项包含文件名、文件属性、文件大小、起始簇号等信息。
通过递归查找目录项，可以实现文件和目录的定位和访问。
FAT文件系统中，磁盘被分成多个连续的数据区块，每个数据区块称为一个簇。
簇是文件存储的最小单位，文件可以占用一个或多个簇。
在FAT表中，每个簇都有一个对应的表项，用于表示该簇的状态和下一个簇的编号。
FAT表是一个二维表格，每行代表一个簇，每列表示该簇的状态。
通过FAT表，可以查找文件的簇链，实现文件的连续读写。
FAT文件系统采用了一种简单而高效的分配策略，称为“FAT链式分配”。
当创建一个文件时，文件系统会为其分配一组连续的空闲簇，并将它们链接在一起形成一个簇链。
当文件大小增加时，文件系统会继续为文件分配新的簇，并更新FAT表中的链接关系。
当文件被删除时，文件系统会释放该文件占用的簇，使它们变为空闲状态。
通过这种分配策略，FAT文件系统可以高效地管理磁盘空间，但也存在碎片问题。
FAT文件系统的访问和管理主要通过文件控制块（FCB）来实现。
每个文件都有一个对应的FCB，它包含了文件的属性、大小、起始簇号等信息。
通过FCB，文件系统可以获取和修改文件的元数据，如文件名、创建时间、修改时间等。
此外，FCB还包含了文件的读写指针，用于记录当前读写位置。
fatfs 原理
fatfs 原理FATFS原理FATFS是一种用于微型存储器的开源文件系统。
它可在不同的设备上运行，如SD卡、USB闪存驱动器和嵌入式系统。
文件系统可以看作是管理计算机文件的一种机制，其主要功能包括存储、检索和组织文件。
由于微型存储器受限，因此通常需要一个轻量级的文件系统来管理它们。
FATFS的原理是基于文件分配表（File Allocation Table，FAT）。
每个存储器设备都有一个FAT表，其中包含记录所有文件和目录信息的项。
FATFS将文件和目录存储在簇中。
每个簇有一个FAT项来表示它的使用情况。
FAT表包含两个重要的部分：FAT1和FAT2。
这两个表用于存储文件的物理位置，以便访问文件时能找到它们。
FAT1表是主FAT表，FAT2表是备份FAT表。
为了避免数据损坏，FATFS需要两张表以保证数据的完整性。
如果FAT1表中的某个项损坏，FATFS会自动使用FAT2表中的相应项来纠正错误。
这是保证了存储器数据的完整性和可靠性。
当用户创建新的文件时，FATFS需要检查文件系统，以查找已删除文件的位置。
这些已删除文件的簇是可重用的，FATFS将这些簇分配给新的文件以存储数据。
FATFS对存储器的分区和组织是通过簇大小和簇数量来完成的。
一个簇是一个连续的数据块，可以包含最多512个字节。
簇的大小和数量取决于存储器的大小和类型。
总的来说，FATFS提供了一种简单而有效的文件系统机制，可在微型存储器中管理文件。
其原理是基于文件分配表来组织和管理文件。
通过使用FATFS，用户可以轻松地读写文件，而不必担心文件系统细节。
FATFS已成为许多嵌入式系统和小型设备中的首选文件系统。
fatfs结构体解析
fatfs结构体解析fatfs（File Allocation Table File System）是一个用于嵌入式系统的轻量级文件系统。
它的设计旨在提供高效的文件存储和管理功能，适用于内存有限、处理能力有限的嵌入式设备。
在本文中，我们将对fatfs的结构体进行解析，以便更好地理解其内部工作原理和使用方法。
1. fatfs结构体的定义和作用fatfs结构体是fatfs文件系统的核心数据结构，它定义了文件系统的各种属性和状态信息。
通过操作fatfs结构体，我们可以对文件系统进行格式化、挂载、打开、关闭、读写等操作。
在fatfs 中，每个打开的文件都会关联一个fatfs结构体，以便进行相关的文件操作。
2. fatfs结构体的成员变量fatfs结构体包含了多个成员变量，用于描述文件系统的状态和属性。
其中一些重要的成员变量包括：- fs_type：文件系统的类型，例如FAT12、FAT16或FAT32。
- drv：文件系统所在的物理驱动器号。
- csize：簇大小，即每个簇占用的扇区数。
- n_fatent：FAT表项的总数。
- fatbase：FAT表的起始扇区号。
- dirbase：根目录的起始扇区号。
- database：数据区的起始扇区号。
- win：用于缓存FAT表和目录项的缓冲区。
3. fatfs结构体的初始化在使用fatfs之前，我们需要对fatfs结构体进行初始化。
通常情况下，我们会创建一个全局的fatfs结构体变量，并在程序启动时调用fatfs的初始化函数对其进行初始化。
初始化函数会设置fatfs结构体的各个成员变量的初始值，并为缓冲区win分配内存。
4. 文件系统的挂载和卸载使用fatfs之前，我们需要将文件系统挂载到指定的物理驱动器上。
挂载文件系统的操作是通过调用fatfs的挂载函数来实现的。
挂载函数会根据指定的物理驱动器号和fatfs结构体的地址，将文件系统与物理驱动器进行关联。
fatfs 原理
fatfs 原理FatFs是一个嵌入式文件系统模块，旨在提供一个轻量级、可移植的文件系统解决方案。
它被广泛应用于各种嵌入式系统中，如微控制器、传感器、存储设备等。
FatFs的原理基于FAT（文件分配表）文件系统，为用户提供了对文件的读写和管理功能。
FatFs的核心原理是通过对存储设备进行块读写操作来实现文件的读写。
在FatFs中，存储设备被划分为多个逻辑扇区，每个扇区包含固定数量的字节。
文件系统使用一个称为FAT的数据结构来记录文件的分配情况，FAT表中的每个条目表示存储设备上的一个逻辑扇区。
通过读取FAT表，FatFs可以确定文件的分配情况以及文件所占用的逻辑扇区。
在进行文件读写操作时，FatFs首先需要找到文件所在的起始逻辑扇区。
通过读取FAT表中的条目，可以得到下一个逻辑扇区的地址，从而实现文件的连续读写。
当文件大小超过一个扇区时，FatFs会自动分配更多的逻辑扇区来存储文件的数据。
除了文件的读写操作，FatFs还提供了对目录的操作。
目录是一个特殊的文件，它包含了其他文件和子目录的信息。
通过读取目录的数据，FatFs可以获取文件的名称、大小、属性等信息，并进行相应的操作。
FatFs还支持文件系统的格式化和校验功能。
格式化是指在存储设备上创建一个新的文件系统，校验是指检查文件系统的完整性和一致性。
通过这些功能，用户可以对存储设备进行初始化和维护工作。
FatFs通过对存储设备的块读写操作和FAT表的管理，实现了对文件的读写和管理功能。
它的设计简单、轻量级，并且具有良好的可移植性和兼容性。
在嵌入式系统中广泛应用的FatFs为开发人员提供了一个方便、可靠的文件系统解决方案，极大地简化了文件系统的开发工作。
FAT文件系统原理详细介绍
FAT文件系统原理详细介绍2012-03-29 23:09 434人阅读评论(0) 收藏举报FAT文件起源于70年代末80年代初，用于微软的MS-DOS操作系统。
它开始被设计成一个简单的文件系统用于小于500K的软件盘。
后来被功能被大大增强用于支持越来越大的媒质。
现在的文件系统有FAT12，FAT16和FAT32三种子类。
FAT12是最早的一版，主要用于软盘，它对簇的编址采用12bit宽度的数，所以称为FAT12。
12bit的地址可以寻址4096个簇，事实上在FAT12中只能寻址4078个簇（在Linux 下可寻址4084个簇），有一些簇号是不能用的，在后面会给出具体的说明。
磁盘的扇区是用16bit的数进行计算的，所以磁盘的容量就被局限在32M空间之内。
在FAT16中，采用了16bit宽的簇地址，32bit宽扇区地址。
虽然32bit的扇区地址可以寻址2^32*512，约2个TB的容量，但于由规定每簇最大的容量不超过1024*32，所以FAT16文件系统的容量也就限制到了2^16*1024*32，大约2.1GB的空量，并且实际还达不到这个值。
FAT32文件系统使用了32bit宽的簇地址，所以称为FAT32。
但在微软件的文件系统中只使用了低28位，最大容量为2^28*1024*32,约8.7TB的空量。
有的人认为32bit全用，最大容量为2^32*1024*32，这种说法是不正确的。
虽然FAT32具有容纳近乎8.7TB的容量，但实际应用中通常不使用超过32GB的FAT32分区。
WIN2000及之上的OS已经不直接支持对超过32GB的分区格式化成FAT32，但WIN98依然可以格式化大到127GB的FAT32分区，但不推荐这样做。
下面是一个FAT分区的构成概况需要说明的是：1．引导扇区和其他保留扇区一起称为保留扇区，而其他保留扇区是可选的，当没有时候，引导扇区后紧跟的就是FAT表12．根目录区是仅FAT12/16才有，FAT32的目录项位于数据区。
FAT文件系统原理1
FAT文件系统原理一、硬盘的物理结构：硬盘存储数据是根据电、磁转换原理实现的。
硬盘由一个或几个表面镀有磁性物质的金属或玻璃等物质盘片以及盘片两面所安装的磁头和相应的控制电路组成(图1)，其中盘片和磁头密封在无尘的金属壳中。
硬盘工作时，盘片以设计转速高速旋转，设置在盘片表面的磁头则在电路控制下径向移动到指定位置然后将数据存储或读取出来。
当系统向硬盘写入数据时，磁头中“写数据”电流产生磁场使盘片表面磁性物质状态发生改变，并在写电流磁场消失后仍能保持，这样数据就存储下来了；当系统从硬盘中读数据时，磁头经过盘片指定区域，盘片表面磁场使磁头产生感应电流或线圈阻抗产生变化，经相关电路处理后还原成数据。
因此只要能将盘片表面处理得更平滑、磁头设计得更精密以及尽量提高盘片旋转速度，就能造出容量更大、读写数据速度更快的硬盘。
这是因为盘片表面处理越平、转速越快就能越使磁头离盘片表面越近，提高读、写灵敏度和速度；磁头设计越小越精密就能使磁头在盘片上占用空间越小，使磁头在一张盘片上建立更多的磁道以存储更多的数据。
二、硬盘的逻辑结构。
硬盘由很多盘片(platter)组成，每个盘片的每个面都有一个读写磁头。
如果有N个盘片。
就有2N个面，对应2N个磁头(Heads)，从0、1、2开始编号。
每个盘片被划分成若干个同心圆磁道(逻辑上的，是不可见的。
)每个盘片的划分规则通常是一样的。
这样每个盘片的半径均为固定值R的同心圆再逻辑上形成了一个以电机主轴为轴的柱面(Cylinders)，从外至里编号为0、1、2……每个盘片上的每个磁道又被划分为几十个扇区(Sector)，通常的容量是512byte，并按照一定规则编号为1、2、3……形成Cylinders×Heads×Sector个扇区。
这三个参数即是硬盘的物理参数。
我们下面的很多实践需要深刻理解这三个参数的意义。
三、磁盘引导原理。
3.1MBR(MasterBootRecord)扇区：计算机在按下power键以后，开始执行主板bios程序。
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详细了解并学习FatFS文件系统的基本原理
最近做的spi flash，本打算弄个文件系统，由于之前用过了JFFS、YAFFS和TrueFFS，代码量都相当的大，这次想找款代码量不那么吓人的，学习一下，听说配置会相对复杂一些。
选来选去，最终选定了FatFS，代码量足够的小，最新的R0.09版本只有1个.c文件(当然，还有一个底层的要自己写，option文件夹里的无视)，老点版本就更小了。
而且更新很频繁，用户量也够大，就选定它了。
尽管最后由于硬件和项目原因未能实际的移植它到vxWorks，但学过的还是要记录下。
在这里http://elm-chan/fsw/ff/00index_el下载源码，只有800多K，小的可怜，还可以下载示例程序，有A VR、Win32、lpc等多平台已实现的方案。
打开看src文件夹，一个opTIon 文件夹、00readme.txt、diskio.h、ff.c、ff.h、ffconf.h和interger.h。
移植时需要修改的文件主要包括ffconf.h和interger.h，后者是在它的定义与目标平台上的有冲突，或者用的不习惯时修改的。
在做具体修改之前，先大概阅读下FatFS的源代码，可以先读integer.h,了解所用的数据类型，然后是ff.h,了解文件系统所用的数据结构和各种函数声明，再就是diskio.h，了解与介质相关的数据结构和操作函数。
ff.c这个文件相对较大，可以在最后将所实现的函数大致扫描一遍，之后根据用户应用层程序调用函数的次序仔细阅读相关代码。
各个文件都可以直接用记事本打开查阅，非常方便。
ff.h中的几个结构体十分重要，列举如下，首先是最基础的文件系统结构体：
view plaincopy to clipboardprint?
/* File system object structure (FATFS) */
typedef struct {
BYTE fs_type; /* FAT子类型，一般在mount时用，置0表示未挂载*/
BYTE drv; /* 物理驱动号，一般为0*/
BYTE csize; /* 每个簇的扇区数目(1,2,4...128) */
BYTE n_fats; /* 文件分配表的数目(1,2) */。