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