RT-Thread学习笔记(6)：文件系统的使用（F407外置Flash带移植过程）_rtthread flash文件系统

1、虚拟文件系统

本节内容建议参考：文件系统RT-Thread官方介绍，我也是copy过来的。

文件系统是一套实现了数据的存储、分级组织、访问和获取等操作的抽象数据类型 (Abstract data type)，是一种用于向用户提供底层数据访问的机制。文件系统通常存储的基本单位是文件，即数据是按照一个个文件的方式进行组织。当文件比较多时，将导致文件繁多，不易分类、重名的问题。而文件夹作为一个容纳多个文件的容器而存在。

DFS简介

DFS 是 RT-Thread 提供的虚拟文件系统组件，全称为 Device File System，即设备虚拟文件系统。

DFS架构

• 提供统一的POSIX接口给应用程序。
• 支持多种类型的文件系统。
• 支持多种存储设备。

POSIX接口层

• POSIX 表示可移植操作系统接口（Portable Operating System Interface of UNIX，缩写 POSIX），POSIX 标准定义了操作系统应该为应用程序提供的接口标准，是 IEEE 为要在各种 UNIX 操作系统上运行的软件而定义的一系列 API 标准的总称。
• POSIX 标准意在期望获得源代码级别的软件可移植性。换句话说，为一个 POSIX 兼容的操作系统编写的程序，应该可以在任何其它 POSIX 操作系统（即使是来自另一个厂商）上编译执行。RT-Thread 支持 POSIX 标准接口，因此可以很方便的将 Linux/Unix 的程序移植到 RT-Thread 操作系统上。
• 在类 Unix 系统中，普通文件、设备文件、网络文件描述符是同一种文件描述符。而在 RT-Thread 操作系统中，使用 DFS 来实现这种统一性。有了这种文件描述符的统一性，我们就可以使用 poll/select 接口来对这几种描述符进行统一轮询，为实现程序功能带来方便。
• 使用 poll/select 接口可以阻塞地同时探测一组支持非阻塞的 I/O 设备是否有事件发生（如可读，可写，有高优先级的错误输出，出现错误等等），直至某一个设备触发了事件或者超过了指定的等待时间。这种机制可以帮助调用者寻找当前就绪的设备，降低编程的复杂度。

虚拟文件系统层

用户可以将具体的文件系统注册到DFS中。

设备抽象层

设备抽象层将物理设备如 SD Card、SPI Flash、Nand Flash，抽象成符合文件系统能够访问的设备。例如 FAT 文件系统要求存储设备必须是块设备类型。
不同文件系统类型是独立于存储设备驱动而实现的，因此把底层存储设备的驱动接口和文件系统对接起来之后，才可以正确地使用文件系统功能。

注册设备

文件系统的初始化过程一般分为以下几个步骤：

• 初始化 DFS 组件。
• 初始化具体类型的文件系统。
• 在存储器上创建块设备。
• 格式化块设备。
• 挂载块设备到 DFS 目录中。
• 当文件系统不再使用，可以将它卸载。

文件系统注册：

注册块设备

格式化过程

………………………………………………！！！

2、SFUD组件

SFUD 是一款开源的串行 SPI Flash 通用驱动库。由于现有市面的串行 Flash 种类居多，各个 Flash 的规格及命令存在差异， SFUD 就是为了解决这些 Flash 的差异现状而设计，让我们的产品能够支持不同品牌及规格的 Flash，提高了涉及到 Flash 功能的软件的可重用性及可扩展性，同时也可以规避 Flash 缺货或停产给产品所带来的风险。

详情查看gitee开源资料：SFUD官方介绍

3、正点原子F407移植

• 正点原子F407开发板
• ENV工具
• Keil编译器
• RT-Thread4.0.5源码

生成dist

进入目录打开env工具，进入配置界面

打开SPI FLASH

如果不是已经做好的BSP，这里需要单独打开以下select的东西。

打开文件系统

扇区大小改为4096。

退出保存！！！！！

这些代码是SFUD框架注册的代码。这样我们就可以通过SFUD去驱动我们的flash存储芯片了。

#include <rtthread.h>
#include "spi_flash.h"
#include "spi_flash_sfud.h"
#include "drv_spi.h"
#if defined(BSP_USING_SPI_FLASH)

static int rt_hw_spi_flash_init(void)
{
    __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
    rt_hw_spi_device_attach("spi1", "spi10", GPIOB, GPIO_PIN_14);

    if (RT_NULL == rt_sfud_flash_probe("W25Q128", "spi10"))
    {
        return -RT_ERROR;
    }

    return RT_EOK;
}
INIT_COMPONENT_EXPORT(rt_hw_spi_flash_init);

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此时还没有将flash挂载到文件系统上。我们需要自己写。通过上面的步骤，我们需要格式化flash和挂载。

格式化：

int dfs_mkfs(const char * fs_name, const char * device_name);
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挂载：

int dfs_mount(const char   *device_name,
              const char   *path,
              const char   *filesystemtype,
              unsigned long rwflag,
              const void   *data);

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#include "dfs_fs.h"

static int rt_hw_spi_file_system_init(void)
{
    dfs_mkfs("elm","W25Q128");
    if(dfs_mount("W25Q128", "/","elm",0,0) == 0)  //注册块设备，这一步可以将外部flash抽象为系统的块设备
    {
        return -RT_ERROR;
    }
    return RT_EOK;
}
INIT_ENV_EXPORT(rt_hw_spi_file_system_init);
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编译下载

一些问题

扇区大小需要修改，不然就是设备的扇区大小大于 FAT 的扇区大小

文件系统挂载的时候，文件系统一定要初始化好！！！

INIT_ENV_EXPORT(rt_hw_spi_file_system_init);
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最开始我是直接把挂载操作写在rt_hw_spi_flash_init函数里面的，然后用的是自动初始化机制中的组件初始化INIT_COMPONENT_EXPORT，elm文件系统系统初始化也是INIT_COMPONENT_EXPORT，所以就会造成文件系统还没准备好，就挂载。

建议格式化不要每次初始化的时候都进行！！