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/**
* @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 <filesystem/MBR.h>
#define FAT32_MAX_PARTITION_NUM 128 // 系统支持的最大的fat32分区数量
/**
* @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; // 文件属性
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));
struct fat32_partition_info_t
{
uint16_t partition_id; // 全局fat32分区id
uint8_t ahci_ctrl_num;
uint8_t ahci_port_num;
uint8_t part_num; // 硬盘中的分区号
struct fat32_BootSector_t bootsector;
struct fat32_FSInfo_t fsinfo;
uint64_t first_data_sector; // 数据区起始扇区号
uint64_t bytes_per_clus; // 每簇字节数
uint64_t FAT1_base_sector; // FAT1表的起始簇号
uint64_t FAT2_base_sector; // FAT2表的起始簇号
};
/**
* @brief 注册指定磁盘上的指定分区的fat32文件系统
*
* @param ahci_ctrl_num ahci控制器编号
* @param ahci_port_num ahci控制器端口编号
* @param part_num 磁盘分区编号
*/
int fat32_register_partition(uint8_t ahci_ctrl_num, uint8_t ahci_port_num, uint8_t part_num);
/**
* @brief 按照路径查找文件
*
* @param part_id fat32分区id
* @param path
* @param flags
* @return struct fat32_Directory_t*
*/
struct fat32_Directory_t *fat32_path_walk(uint32_t part_id, char *path, uint64_t flags);
void fat32_init();