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分类: 嵌入式
2010-08-25 21:53:27
因为需要,又不想自己写,所以就移植了一个文件系统。
说下我的硬件和开发工具:接成 TRUE IDE 模式下的CF卡(也就是相当于一块硬盘了),三星S3C2440的ARM9,开发工具是很老很老的D版的ADS1.2。
我在网上看到的嵌入式系统上面常用的文件系统有UCOSII公司的UC/FS,支持CF卡,硬盘,SD/MMC卡,还有NAND FLASH等等,比较多,不过是商用的,需要银子的,有周立功的用于教学用(为什么说是用于教学用的,呵呵,等下就说)的ZLG/FS,还找到了开源、免费的两个,其中一个叫做 efsl ,另一个叫做 FatFs 。
现在先不考虑版权的问题,选择一个比较合适的文件系统。第一个UC/FS文件系统没得什么说的,UCOSII那个公司开发的,稳定性,兼容性应该都不会差。第二个是ZLG/FS。周立功的很多的开发板上面都送了这个文件系统的源代码的,在网上找到一个现成的读写硬盘的,只是是基于LPC2200系列的处理器的。第三个是efsl,是一个开源的项目,免费,只需要提供读扇区和写扇区2个函数。第四个是FatFs,跟efsl一样,也是一个开源的项目,移植的时候比efsl多几个简单的函数。
这里补充一下CF卡和硬盘的简单的资料,CF卡有三种模式,其中有一个叫TRUE IDE,接成这个模式以后,就跟他的模式名字一样,他就是一个硬盘,对他进行读写,也就相当于对一个硬盘进行读写。当引脚OE(好像是叫OE,具体参考 CF卡文档)在上电的时候检测到拉低,那么CF卡就进入TRUE IDE模式。读写硬盘的时候,在只写一次LBA,只发送一个命令(读或者写)的情况下,最多可以读或者写256个扇区(当然也可以读一个扇区,读或者写多 少个扇区在扇区计数器count里面),其中,发一个读或者写命令,读或者写256个扇区所需要的时间,比分256次去读写这些扇区所需要的时间要短得多,效率要高得多,我现在需要的是一个读写的速度比较快,效率比较高的文件系统,因此,底层的读写扇区必须要每写一个命令就可以读写多个扇区,读写扇区的函数必须要有扇区计数器(前面的count)这个参数,才可能满足要求。
UC/FS也是在网上搜了个代码,看了下,很标准的几个层,什么硬件层,文件系统层,API层,等等(具体参见UC/FS的文档),跟UCOSII一个公 司的,稳定性应该不错,需要提供的函数也是读扇区,写扇区等等几个。但是底层的读写扇区的函数不需要提供扇区计数器count这个参数,也就是说,这个文 件系统不能在只写一个读或者写命令的情况下,读或者写多个扇区,本来效感觉不错的一个文件系统,效率就大大的降低了。
然后看了下efls这个文件系统,开源的项目,免费的项目,好东西,移植也很简单,同样移植的时候也是提供读写扇区等几个函数,但是面临的跟UC/FS同样的问题,每次读写的时候也只能读写一个扇区。
绝望之余看到了周立功的文件系统,大概看了下(没有仔细阅读源代码),硬件驱动上面能够在发一次读命令的情况下,读写多个扇区,而且感觉上比较简单,同 样,层次也很清楚,移植需要做的事情也是修改后面的读写扇区等等几个函数。于是就开干了。功夫不负苦心人,过了几天,CF卡能够读写了,拿到电脑上面看写 的数据,没问题。从CF卡里面读文件出来,打印到超级终端,也没有问题,以为就万事OK了,想了下,我们需要的,最关心的,第一是速度,然后就开始测试速 度,不测不知道,一测吓一跳!太“快”了,TMD,才5,6个K Bytes 每秒!!!!!(我的驱动已经测试了,上M字节每秒的) 于是跟踪到写里面去,发现一个很,十分,非常严重的问题:ZLG/FS提供了读一个字节的函数,忘了叫做啥,这里暂时叫 ReadOneByte(***),然后读多个字节,或者说读大块字节的函数用的是啥,呵呵,
for(i=0;i < N ; i++) ReadOneByte(***),这种机制,不慢才怪事!!!于是伤心的抛弃了ZLG/FS,这东东,学习还是可以的,商用的话,差太远了!!!
我那点东西,文件系统可以不上,但是必须有个文件存储协议,或者说叫做自己的文件系统,自己写个简单的存储协议,试过,很麻烦。但是如果上文件系统,自己 写的话,写要累死人的,写出来的不一定效率就高,速度就快,所以,还是在网上漫无目的的找,觉得应该有效率很高的文件系统的。
还是那句话,功夫不负苦心人,终于让我找到了,也就是现在所用的,FatFs,开源,免费,高效!(说一下这里几个文件系统都有的一个缺点,由于微软的FAT版权的问题,FatFs,ZLG/FS,efsl都只支持 DOS 8.3 文件名,即8个字节的文件名,一个”.“,然后3个字节的扩展名,我找到的那个UC/FS也不支持,不知道在更新的版本里面支持不,看哪天有空了,把那个FatFs改下,让他支持,呵呵)。FatFs 的底层可以写一次命令,读写多个扇区。FatFs的设计的读写的思想就很好,小块的数据,我就经过Buffer来存储,大块的数据,我就直接进行存取,那样速度,效率高了很多,看图:
补充一点,FatFs的作者写了两个,一个是正宗的FatFs,比较适合大的RAM的设备,另一个是FatFs/Tiny,比较适合小RAM的系统,比如单片机,FatFs/Tiny占用较小的RAM,代价是更慢的读写速度和更少的API函数。不过两个都支持FAT12,FAT16,FAT32文件系统。
下载下来的FatFs的FatFs有两个文件夹,一个是 doc ,FatFs的说明,包括特性,系统函数,以及可能的一些问题,另一个就是源代码文件夹src了,总共8个文件,diskio.c和diskio.h是硬件层,ff.c和ff.h是FatFs的文件系统层和文件系统的API层,integer.h是文件系统所用到的数据类型的定义,tff.c和tff.h是Tiny的文件系统层和文件系统的API层,还有一个00readme.txt简要的介绍了FatFSHE FatFs/Tiny,包括他们所支持的API,怎么配置等等。
移植的问题,第一个是数据类型,在integer.h里面去定义好数据的类型。第二个,就是配置,打开ff.h(我用的FatFs,不是Tiny),_MCU_ENDIAN,选择你的CPU是大端存储(big endding)还是小端存储(little endding),一般的都用的小端存储,1是小端,2是大端。这个相当重要,一会儿还要谈到这里。其他的,按照自己的需要来配置了,说明文档够清楚了,我就不多说啥了。