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2021年10月25日 | stm32专题十九：FatFs文件系统简介
2021-10-25 来源：eefocus
在上一篇博客中，是使用SPI-FLASH存储整数、小数和字符串等，通过调用SPI_FLASH_BufferWrite函数，把数组内容写入到SPI Flash芯片的指定地址上，在需要的时候从该地址把数据读取出来，再对读出来的数据以ASCII码的格式进行解读。
但是，这样直接存储数据会带来极大的不便，如难以记录有效数据的位置，难以确定存储介质的剩余空间，以及应以何种格式来解读数据。就如同一个巨大的图书馆无人管理，杂乱无章地存放着各种书籍，难以查找所需的文档。对于SPI Flash芯片或者SD卡之类的大容量设备，我们需要一种高效的方式来管理它的存储内容。
这些管理方式即为文件系统，它是为了存储和管理数据，而在存储介质建立的一种组织结构，这些结构包括操作系统引导区、目录和文件。常见的 windows 下的文件系统格式包括 FAT32、NTFS、exFAT。在使用文件系统前，要先对存储介质进行格式化。格式化先擦除原来内容，在存储介质上新建一个文件分配表和目录。这样，文件系统就可以记录数据存放的物理地址，剩余空间。
目录和文件分配表：
之前提到，把文件系统格式化后，会把目录存放在磁盘的开头。由上图所示，文件目录中有3条信息，记录了3个文件。每条目录信息又有很多细节，记录了文件的地址、大小、日期时间、权限等。看上去，似乎有目录就足够记录文件信息了，但还不够，继续往下看。
可以看到，文件目录是记录了文件存储在哪个扇区，而文件分配表记录了这个扇区存储了哪些内容，以及这个内容的下一个部分的位置。那么现在就可以知道，读取文件的流程如下（以读取B.txt为例）：
1 从文件目录中找到B.TXT开始的扇区（12）；
2 当读取完第12个扇区后，从文件分配表中知道，接下来要读取12扇区的内容，依次...，当读完65扇区后，发现下一个指向FF，此时文件B.TXT全部读取完成；
接下来看删除文件对文件分配表的影响：
由于新创建的D文件比较大，所以会占据原C文件的全部存储空间，然后在C文件的结尾还会占据一部分空间。那么此时，单凭文件目录已经无法知道D文件的具体存储细节了，因为D文件此时不是连续存储，来看此时文件目录的变化：
文件分配表在此时就能发挥作用，如下图所示：
最后一个问题，以什么形式来解读文件。在windows操作系统中，就是以后缀名来区分。如.txt以记事本打开（解读），.mp3以音乐播放器打开（解读）。
史海拾趣
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