fatfs文件系统详解之f

前序

文件系统的最终目的是为了进行文件的管理，文件的管理就是读写、删除等操作，文件打开后，本篇继续分析读操作。

分析假设

（1）假设一个磁盘就一个分区。

（2）只分析FAT32文件系统相关的代码。

（3）函数的大部分分析，都写入代码注释中。

（4）重要的注释都回加入很多星号以及数学标号。例如，
/****************** 1.把字符存入lfn的buffer中 *******************/
（5）在f_open()分析时，发现太多的代码，占用了不少的位置，从此篇文章开始，删除错误判定和不重要的代码，减少文章的长度。

f_read函数分析

下面是f_read()函数的源码：

FRESULT f_read (FIL* fp,     /* Pointer to the file object */void* buff, /* Pointer to data buffer */UINT btr,   /* Number of bytes to read */UINT* br   /* Pointer to number of bytes read */
)
{FRESULT res;FATFS *fs;DWORD clst, sect;FSIZE_t remain;UINT rcnt, cc, csect;BYTE *rbuff = (BYTE*)buff;*br = 0;    /* Clear read byte counter *//********* 1.如果文件可读数据不足,调整要读取的数据字节数 **********/remain = fp->obj.objsize - fp->fptr;if (btr > remain) btr = (UINT)remain;        /* Truncate btr by remaining bytes */for ( ;  btr;                              /* Repeat until all data read */rbuff += rcnt, fp->fptr += rcnt, *br += rcnt, btr -= rcnt) {if (fp->fptr % SS(fs) == 0) {            /* On the sector boundary? */csect = (UINT)(fp->fptr / SS(fs) & (fs->csize - 1));    /* Sector offset in the cluster *//* 够了一个正簇,需要找到文件的下一个簇的位置 */if (csect == 0) {                    /* On the cluster boundary? */if (fp->fptr == 0) {         /* On the top of the file? */clst = fp->obj.sclust;     /* Follow cluster chain from the origin */} else {                      /* Middle or end of the file */if (fp->cltbl) {clst = clmt_clust(fp, fp->fptr);  /* Get cluster# from the CLMT */} else{clst = get_fat(&fp->obj, fp->clust);  /* Follow cluster chain on the FAT */}}fp->clust = clst;                /* Update current cluster */}sect = clust2sect(fs, fp->clust);  /* Get current sector */sect += csect;cc = btr / SS(fs);                 /* When remaining bytes >= sector size, *//************ 2.如果要读出的数据大于1个扇区,就先把整数扇区直接读入到用户的缓冲区 ****************/if (cc) {                          /* Read maximum contiguous sectors directly */if (csect + cc > fs->csize) {  /* Clip at cluster boundary */cc = fs->csize - csect;}if (disk_read(fs->drv, rbuff, sect, cc) != RES_OK) ABORT(fs, FR_DISK_ERR);if ((fp->flag & FA_DIRTY) && fp->sect - sect < cc) {mem_cpy(rbuff + ((fp->sect - sect) * SS(fs)), fp->buf, SS(fs));}rcnt = SS(fs) * cc;                /* Number of bytes transferred */continue;}/* fp缓冲区对应的sect值与要读的扇区不相同的话,先要把脏扇区回写到磁盘,再从磁盘把数据读入到fp对应的缓冲 */if (fp->sect != sect) {          /* Load data sector if not in cache */if (fp->flag & FA_DIRTY) {     /* Write-back dirty sector cache */if (disk_write(fs->drv, fp->buf, fp->sect, 1) != RES_OK) ABORT(fs, FR_DISK_ERR);fp->flag &= (BYTE)~FA_DIRTY;}if (disk_read(fs->drv, fp->buf, sect, 1) != RES_OK)    ABORT(fs, FR_DISK_ERR); /* Fill sector cache */}fp->sect = sect;}rcnt = SS(fs) - (UINT)fp->fptr % SS(fs);   /* Number of bytes left in the sector */if (rcnt > btr) rcnt = btr;                 /* Clip it by btr if needed *//******* 3.把不足一个扇区的内容,通过当前扇区的缓冲区,直接读入到用户缓冲区 ********/mem_cpy(rbuff, fp->buf + fp->fptr % SS(fs), rcnt);    /* Extract partial sector */}LEAVE_FF(fs, FR_OK);
}

读文件相对来说简单一些：
（1）找出文件所在的簇的起始位置，这个簇在f_open()函数的时候已经被确认了。
（2）然后在把簇中的内容读取到用户的缓冲区。

核心思想总结

（1）在f_open()函数的时候，fp->obj.objsize中记录的文件的大小，fp->clust记录了文件的起始簇号。
（2）每次读文件的时候都会更改fp->fptr的值，如果fp->fptr的值够了一个簇，但是要读取的大小还不足，此时就要找到文件对应的下一个簇的位置，然后更新fp->clust。

（3）在文件描述符的fp对应的结构体中，sect指向当前的读扇区，buf[]缓冲当前的扇区内容。