[转载]嵌入式文件系统uc/fs在Nios II上基于Nor Flash的移植

写在前面：经过一个多星期的努力，今天终于把uc/fs在de2板上跑通了，现在能够对flash进行格式化，能够建立，读写，删除文件，能够建立目录，等等文件系统应该具备的基本功能都可以实现了，算是一个不小的进步。在这里先要感谢网友棉花糖糖主提供的uc/fs 1.34在lpc2210上的移植例子，里面的flash驱动给了我很大帮助（实际上，我只是在这个驱动的基础上做了一些修改，使之支持de2板上的flash罢了。呵呵，拿来主义，是我一向的主张！^_^）。下面简要说一下我的移植过程，以备查阅。

一、uc/fs简单介绍

uc/fs是美国micrium公司研发的一个专门针对嵌入式应用的文件系统，支持FAT12，FAT16和FAT32，可以用于大部分常见的存储器件，比如RamDisk，SMC/NAND Device，MultiMedia & SD card Device，CompactFlash card & IDE Device，Nor Flash Device，SerialFlash Device等等。当然，要使用这些存储器件，就需要相应的驱动程序。我们的工作，实际上就是修改，并完善相应的驱动程序，使之适用于我们自己的系统。

现在网上的可以下载的源码是2.0版本的，不过好像大家用的比较多的是1.34版，而且我得到的例子也是1.34版的，所以就在此基础上进行我的工作。

二、uc/fs设备驱动结构

uc/fs以一种宏定义的形式来管理设备，这些定义在API文件夹下的fs_info.c文件中可以找到，比如flash设备的定义如下：

#ifFS_USE_FLASH_DRIVER

#defineFS_DEVINFO_DEVFLASH  {"flash",   &FS__fat_functable, &FS__flashdevice_driver, FS_CACHEINFO_FLASH_DRIVER 0 },

#else

#defineFS_DEVINFO_DEVFLASH

其中，FS_USE_FLASH_DRIVER在Config文件夹下的fs_conf.h中定义，表示使用flash设备。这里的FS_DEVINFO_DEVFLASH就定义了uc/fs操作一个设备所需要的各种信息。"flash"表示设备名称，这个名称在以后会多次用到，比如你要在flash设备上建立文件，就需要用到这个名称来指示路径；&FS__fat_functable是一个指向一组函数指针的指针，该组函数指针指向fat的一些操作函数，如fopen，fclose等，我们无需去改变这个指针；&FS__flashdevice_driver指向flash设备的驱动，其中提供对flash设备的读写，设备状态以及各种IO命令控制函数，这些函数需要我们自己去创建，这也是我们移植工作的核心内容；FS_CACHEINFO_FLASH_DRIVER 0定义flash读数据缓冲区的信息，由于flash读取速度很快，可以像一般内存一样线性读取，所以没有必要加一个读缓冲区，故将其值设为0。

为了uc/fs能够使用flash，我们需要提供这样一个结构：

constFS__device_type FS__flashdevice_driver = {

 "Flash device",

 _FS_Flash_DevStatus,

 _FS_Flash_DevRead,

 _FS_Flash_DevWrite,

 _FS_Flash_DevIoCtl

};

其中，"Flash device"是设备驱动名称，这个名称是在uc/fs内部使用，而我们上面提到的"flash"这个设备名称可由用户使用；_FS_Flash_DevStatus指向检测设备状态的函数，_FS_Flash_DevRead指向读设备函数，_FS_Flash_DevWrite指向写设备函数，_FS_Flash_DevIoCtl指向对设备进行IO控制的函数――这几个函数都需要我们自己根据特定的设备来编写。

三、flash设备驱动的编写

flash设备驱动的编写实际上就是要编写上面所说的那几个函数，我们采用从上到下的编写模式，即先编写设备驱动所需要的比较高级的函数，然后一步一步细化到对具体地址的操作。为此，我们将设备驱动分为flash_drv.c和flash_X_HW.c两个文件，其中，flash_drv.c提供上层的接口，设备驱动结构体FS__flashdevice_driver应该在该文件中定义；而flash_X_HW.c主要完成对flash的具体操作。

1、flash_drv.c的编写

在编写具体的函数之前，先要定义几个全局变量:

staticchar    _FS_flash_mbrbuffer[0x200];

staticchar    _FS_flash_diskchange[FS_FLASH_MAXUNIT];

staticchar    _FS_flash_busycnt[FS_FLASH_MAXUNIT];

其中，FS_FLASH_MAXUNIT表示最大的flash设备个数，在fs_conf.h中定义为1；_FS_flash_mbrbuffer[0x200]：读取MBR的数据缓冲区，512字节，MBR在flash芯片的第一个扇区开始的地方，由uc/fs格式化flash盘的时候写入；

_FS_flash_diskchange[FS_FLASH_MAXUNIT]：一个表示设备改变的flag变量；

_FS_flash_busycnt[FS_FLASH_MAXUNIT]：用于控制表示Busy状态的LED的On/Off，我们不使用Busy LED，所以这个变量可以不要；

1)、_FS_Flash_DevStatus函数：

该函数用来表示设备状态是否改变，由于我们使用的是焊接在电路板上的flash芯片，所以这个函数作用不是很大，因为我们的设备是不会改变的。

staticint_FS_Flash_DevStatus(FS_u32 Unit) {

 staticintinit;

 intx;

 chara;

 if(!init) {

   for(init = 0; init < FS_FLASH_MAXUNIT; init++) {

     _FS_flash_diskchange[init] = 1;

   }

   init = 1;

 }

 if(Unit >= FS_FLASH_MAXUNIT) {

   return-1; /* No valid unit number */

 }

 a = FS_Flash_HW_X_DetectStatus(Unit);/* Check if a card is present */

 if(a) {

   return-1; /* No card in reader */

 }

 /* When you get here, then there is a card in the reader */

 a = _FS_flash_diskchange[Unit]; /* Check if the media has changed */

 if(a) {

   /*

      A diskchange took place. The following code reads the MBR of the

      card to get its partition information.

   */

   _FS_flash_diskchange[Unit] = 0; /* Reset 'diskchange' flag */

   FS__Flash_Init(Unit);

   x = FS__Flash_ReadSector(Unit, 0, (unsignedchar*) &_FS_flash_mbrbuffer[0]);