/** * @file fat32.h * @author fslongjin (longjin@RinGoTek.cn) * @brief fat32文件系统 * @version 0.1 * @date 2022-04-19 * * @copyright Copyright (c) 2022 * */ #pragma once #include #include #define FAT32_MAX_PARTITION_NUM 128 // 系统支持的最大的fat32分区数量 #define FAT32_DELETED_FLAG 0xe5 // 如果短目录项的name[0]为这个值，那么意味着这个短目录项是空闲的 /** * @brief fat32文件系统引导扇区结构体 * */ struct fat32_BootSector_t { uint8_t BS_jmpBoot[3]; // 跳转指令 uint8_t BS_OEMName[8]; // 生产厂商名 uint16_t BPB_BytesPerSec; // 每扇区字节数 uint8_t BPB_SecPerClus; // 每簇扇区数 uint16_t BPB_RsvdSecCnt; // 保留扇区数 uint8_t BPB_NumFATs; // FAT表数量 uint16_t BPB_RootEntCnt; // 根目录文件数最大值 uint16_t BPB_TotSec16; // 16位扇区总数 uint8_t BPB_Media; // 介质描述符 uint16_t BPB_FATSz16; // FAT12/16每FAT扇区数 uint16_t BPB_SecPerTrk; // 每磁道扇区数 uint16_t BPB_NumHeads; // 磁头数 uint32_t BPB_HiddSec; // 隐藏扇区数 uint32_t BPB_TotSec32; // 32位扇区总数 uint32_t BPB_FATSz32; // FAT32每FAT扇区数 uint16_t BPB_ExtFlags; // 扩展标志 uint16_t BPB_FSVer; // 文件系统版本号 uint32_t BPB_RootClus; // 根目录起始簇号 uint16_t BPB_FSInfo; // FS info结构体的扇区号 uint16_t BPB_BkBootSec; // 引导扇区的备份扇区号 uint8_t BPB_Reserved0[12]; uint8_t BS_DrvNum; // int0x13的驱动器号 uint8_t BS_Reserved1; uint8_t BS_BootSig; // 扩展引导标记 uint32_t BS_VolID; // 卷序列号 uint8_t BS_VolLab[11]; // 卷标 uint8_t BS_FilSysType[8]; // 文件系统类型 uint8_t BootCode[420]; // 引导代码、数据 uint16_t BS_TrailSig; // 结束标志0xAA55 } __attribute__((packed)); /** * @brief fat32文件系统的FSInfo扇区结构体 * */ struct fat32_FSInfo_t { uint32_t FSI_LeadSig; // FS info扇区标志符 数值为0x41615252 uint8_t FSI_Reserved1[480]; // 保留使用，全部置为0 uint32_t FSI_StrucSig; // 另一个标志符，数值为0x61417272 uint32_t FSI_Free_Count; // 上一次记录的空闲簇数量，这是一个参考值 uint32_t FSI_Nxt_Free; // 空闲簇的起始搜索位置，这是为驱动程序提供的参考值 uint8_t FSI_Reserved2[12]; // 保留使用，全部置为0 uint32_t FSI_TrailSig; // 结束标志，数值为0xaa550000 } __attribute__((packed)); #define ATTR_READ_ONLY (1 << 0) #define ATTR_HIDDEN (1 << 1) #define ATTR_SYSTEM (1 << 2) #define ATTR_VOLUME_ID (1 << 3) #define ATTR_DIRECTORY (1 << 4) #define ATTR_ARCHIVE (1 << 5) #define ATTR_LONG_NAME (ATTR_READ_ONLY | ATTR_HIDDEN | ATTR_SYSTEM | ATTR_VOLUME_ID) /** * @brief fat32文件系统短目录项,大小为32bytes * */ struct fat32_Directory_t { unsigned char DIR_Name[11]; unsigned char DIR_Attr; // 目录项属性 unsigned char DIR_NTRes; // EXT|BASE => 8(BASE).3(EXT) // BASE:LowerCase(8),UpperCase(0) // EXT:LowerCase(16),UpperCase(0) unsigned char DIR_CrtTimeTenth; // 文件创建的毫秒级时间戳 unsigned short DIR_CrtTime; // 文件创建时间 unsigned short DIR_CrtDate; // 文件创建日期 unsigned short DIR_LastAccDate; // 文件的最后访问日期 unsigned short DIR_FstClusHI; // 起始簇号（高16bit） unsigned short DIR_WrtTime; // 最后写入时间 unsigned short DIR_WrtDate; // 最后写入日期 unsigned short DIR_FstClusLO; // 起始簇号（低16bit） unsigned int DIR_FileSize; // 文件大小 } __attribute__((packed)); #define LOWERCASE_BASE (8) #define LOWERCASE_EXT (16) /** * @brief fat32文件系统长目录项,大小为32bytes * */ struct fat32_LongDirectory_t { unsigned char LDIR_Ord; // 长目录项的序号 unsigned short LDIR_Name1[5]; // 长文件名的第1-5个字符，每个字符占2bytes unsigned char LDIR_Attr; // 目录项属性必须为ATTR_LONG_NAME unsigned char LDIR_Type; // 如果为0，则说明这是长目录项的子项 unsigned char LDIR_Chksum; // 短文件名的校验和 unsigned short LDIR_Name2[6]; // 长文件名的第6-11个字符，每个字符占2bytes unsigned short LDIR_FstClusLO; // 必须为0 unsigned short LDIR_Name3[2]; // 长文件名的12-13个字符，每个字符占2bytes } __attribute__((packed)); /** * @brief fat32文件系统的超级块信息结构体 * */ struct fat32_partition_info_t { uint16_t partition_id; // 全局fat32分区id // todo: 增加mutex，使得对fat32文件系统的访问是互斥的 struct fat32_BootSector_t bootsector; struct fat32_FSInfo_t fsinfo; uint64_t fsinfo_sector_addr_infat; uint64_t bootsector_bak_sector_addr_infat; uint64_t starting_sector; uint64_t sector_count; uint64_t sec_per_clus; // 每簇扇区数 uint64_t bytes_per_sec; // 每扇区字节数 uint64_t bytes_per_clus; // 每簇字节数 uint64_t first_data_sector; // 数据区起始扇区号 uint64_t FAT1_base_sector; // FAT1表的起始簇号 uint64_t FAT2_base_sector; // FAT2表的起始簇号 uint64_t sec_per_FAT; // 每FAT表扇区数 uint64_t NumFATs; // FAT表数 }; typedef struct fat32_partition_info_t fat32_sb_info_t; struct fat32_inode_info_t { uint32_t first_clus; // 文件的起始簇号 uint64_t dEntry_location_clus; // fat entry的起始簇号 dEntry struct in cluster (0 is root, 1 is invalid) uint64_t dEntry_location_clus_offset; // fat entry在起始簇中的偏移量(是第几个entry) dEntry struct offset in cluster uint16_t create_date; uint16_t create_time; uint16_t write_time; uint16_t write_date; }; typedef struct fat32_inode_info_t fat32_inode_info_t; /** * @brief FAT32目录项插槽信息 * 一个插槽指的是 一个长目录项/短目录项 */ struct fat32_slot_info { off_t i_pos; // on-disk position of directory entry(扇区号) off_t slot_off; // offset for slot or (de) start int num_slots; // number of slots +1(de) in filename struct fat32_Directory_t * de; // todo: 加入block io层后，在这里引入buffer_head void *buffer; // 记得释放这个buffer！！！ }; /** * @brief 注册指定磁盘上的指定分区的fat32文件系统 * * @param blk_dev 块设备结构体 * @param part_num 磁盘分区编号 * * @return struct vfs_super_block_t * 文件系统的超级块 */ struct vfs_superblock_t *fat32_register_partition(struct block_device *blk_dev, uint8_t part_num); /** * @brief 创建fat32文件系统的超级块 * * @param blk 块设备结构体 * @return struct vfs_superblock_t* 创建好的超级块 */ struct vfs_superblock_t *fat32_read_superblock(struct block_device *blk); /** * @brief 创建新的文件 * @param parent_inode 父目录的inode结构体 * @param dest_dEntry 新文件的dentry * @param mode 创建模式 */ long fat32_create(struct vfs_index_node_t *parent_inode, struct vfs_dir_entry_t *dest_dEntry, int mode); void fat32_init(); /** * @brief 读取文件夹(在指定目录中找出有效目录项) * * @param file_ptr 文件结构体指针 * @param dirent 返回的dirent * @param filler 填充dirent的函数 * @return int64_t */ int64_t fat32_readdir(struct vfs_file_t *file_ptr, void *dirent, vfs_filldir_t filler);