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zh-cn/device-dev/kernel/kernel-mini-extend-file.md

@@ -40,7 +40,292 @@ M核的文件系统子系统当前支持的文件系统有FATFS与LittleFS。同
 | umount2 | 分区卸载，可通过MNT_FORCE参数进行强制卸载 | 支持 | 不支持 | 
 | statfs | 获取分区信息 | 支持 | 不支持 | 
 
+# FAT
 
-- **[FAT](kernel-mini-extend-file-fat.md)**
 
-- **[LittleFS](kernel-mini-extend-file-lit.md)**
\ No newline at end of file
+## 基本概念
+
+FAT文件系统是File Allocation Table（文件配置表）的简称，主要包括DBR区、FAT区、DATA区三个区域。其中，FAT区各个表项记录存储设备中对应簇的信息，包括簇是否被使用、文件下一个簇的编号、是否文件结尾等。FAT文件系统有FAT12、FAT16、FAT32等多种格式，其中，12、16、32表示对应格式中FAT表项的比特数。FAT文件系统支持多种介质，特别在可移动存储介质（U盘、SD卡、移动硬盘等）上广泛使用，使嵌入式设备和Windows、Linux等桌面系统保持很好的兼容性，方便用户管理操作文件。
+
+OpenHarmony内核支持FAT12、FAT16与FAT32三种格式的FAT文件系统，具有代码量小、资源占用小、可裁切、支持多种物理介质等特性，并且与Windows、Linux等系统保持兼容，支持多设备、多分区识别等功能。OpenHarmony内核支持硬盘多分区，可以在主分区以及逻辑分区上创建FAT文件系统。
+
+
+## 开发指导
+
+
+### 驱动适配
+
+FAT文件系统的使用需要底层MMC相关驱动的支持。在一个带MMC存储设备的板子上运行FATFS，需要：
+
+1、适配板端EMMC驱动，实现disk_status、disk_initialize、disk_read、disk_write、disk_ioctl接口；
+
+2、新增fs_config.h文件，配置FS_MAX_SS（存储设备最大sector大小）、FF_VOLUME_STRS（分区名）等信息，例如：
+
+  
+```
+#define FF_VOLUME_STRS     "system", "inner", "update", "user"
+#define FS_MAX_SS          512
+#define FAT_MAX_OPEN_FILES 50
+```
+
+
+### 开发流程
+
+> ![icon-note.gif](public_sys-resources/icon-note.gif) **说明：**
+> - FATFS文件与目录操作：
+>   - 单个文件大小不超过4G。
+>   - 支持同时打开的文件数最大为FAT_MAX_OPEN_FILES，文件夹数最大为FAT_MAX_OPEN_DIRS。
+>   - 暂不支持根目录管理，文件/目录名均以分区名开头，例如“user/testfile”就是在“user”分区下名为“testfile”的文件或目录。
+>   - 若需要同时多次打开同一文件，必须全部使用只读方式（O_RDONLY）。以可写方式（O_RDWR、O_WRONLY等）只能打开一次。
+>   - 读写指针未分离，例如以O_APPEND（追加写）方式打开文件后，读指针也在文件尾，从头读文件前需要用户手动置位。
+>   - 暂不支持文件与目录的权限管理。
+>   - stat及fstat接口暂不支持查询修改时间、创建时间和最后访问时间。微软FAT协议不支持1980年以前的时间。
+> 
+> - FATFS分区挂载与卸载：
+>   - 支持以只读属性挂载分区。当mount函数的入参为MS_RDONLY时，所有的带有写入的接口，如write、mkdir、unlink，以及非O_RDONLY属性的open，将均被拒绝。
+>   - mount支持通过MS_REMOUNT标记修改已挂载分区的权限。
+>   - 在umount操作前，需确保所有目录及文件全部关闭。
+>   - umount2支持通过MNT_FORCE参数强制关闭所有文件与文件夹并umount，但可能造成数据丢失，请谨慎使用。
+> 
+> - FATFS支持重新划分存储设备分区、格式化分区，对应接口为fatfs_fdisk与fatfs_format：
+>   - 在fatfs_format操作之前，若需要格式化的分区已挂载，需确保分区中的所有目录及文件全部关闭，并且分区umount。
+>   - 在fatfs_fdisk操作前，需要该设备中的所有分区均已umount。
+>   - fatfs_fdisk与fatfs_format会造成设备数据丢失，请谨慎使用。
+
+
+## 编程实例
+
+
+### 实例描述
+
+本实例实现以下功能：
+
+1. 创建目录“user/test”
+
+2. 在“user/test”目录下创建文件“file.txt”
+
+3. 在文件起始位置写入“Hello OpenHarmony!”
+
+4. 将文件内容刷入设备中
+
+5. 设置偏移到文件起始位置
+
+6. 读取文件内容
+
+7. 关闭文件
+
+8. 删除文件
+
+9. 删除目录
+
+
+### 示例代码
+
+ **前提条件：** 
+
+ 系统已将MMC设备分区挂载到user目录
+
+ **代码实现如下：** 
+  
+  ```
+  #include <stdio.h>
+  #include <string.h>
+  #include "sys/stat.h"
+  #include "fcntl.h"
+  #include "unistd.h"
+
+  #define LOS_OK 0
+  #define LOS_NOK -1
+
+  int FatfsTest(void) 
+  {     
+    int ret;
+    int fd = -1;
+    ssize_t len;
+    off_t off;
+    char dirName[20] = "user/test";
+    char fileName[20] = "user/test/file.txt";
+    char writeBuf[20] = "Hello OpenHarmony!";
+    char readBuf[20] = {0};
+
+    /* 创建目录“user/test” */
+    ret = mkdir(dirName, 0777);
+    if (ret != LOS_OK) {
+        printf("mkdir failed.\n");
+        return LOS_NOK;
+    }
+
+    /* 创建可读写文件"user/test/file.txt" */
+    fd = open(fileName, O_RDWR | O_CREAT, 0777);
+    if (fd < 0) {
+        printf("open file failed.\n");
+        return LOS_NOK;
+    }
+
+    /* 将writeBuf中的内容写入文件 */
+    len = write(fd, writeBuf, strlen(writeBuf));
+    if (len != strlen(writeBuf)) {
+        printf("write file failed.\n");
+        return LOS_NOK;
+    }
+
+    /* 将文件内容刷入存储设备中 */
+    ret = fsync(fd);
+    if (ret != LOS_OK) {
+        printf("fsync failed.\n");
+        return LOS_NOK;
+    }
+
+    /* 将读写指针偏移至文件头 */
+    off = lseek(fd, 0, SEEK_SET);
+    if (off != 0) {
+        printf("lseek failed.\n");
+        return LOS_NOK;
+    }
+
+    /* 将文件内容读出至readBuf中，读取长度为readBuf大小 */
+    len = read(fd, readBuf, sizeof(readBuf));
+    if (len != strlen(writeBuf)) {
+        printf("read file failed.\n");
+        return LOS_NOK;
+    }
+    printf("%s\n", readBuf);
+
+    /* 关闭文件 */
+    ret = close(fd);
+    if (ret != LOS_OK) {
+        printf("close failed.\n");
+        return LOS_NOK;
+    }
+
+    /* 删除文件"user/test/file.txt" */
+    ret = unlink(fileName);
+    if (ret != LOS_OK) {
+        printf("unlink failed.\n");
+        return LOS_NOK;
+    }
+
+    /* 删除目录“user/test” */
+    ret = rmdir(dirName);
+    if (ret != LOS_OK) {
+        printf("rmdir failed.\n");
+        return LOS_NOK;
+    }
+
+    return LOS_OK;
+    }
+  ```
+
+
+### 结果验证
+
+编译运行得到的结果为：
+
+  
+```
+Hello OpenHarmony!
+```
+# LittleFS
+
+
+## 基本概念
+
+LittleFS是一个小型的Flash文件系统，它结合日志结构（log-structured）文件系统和COW（copy-on-write）文件系统的思想，以日志结构存储元数据，以COW结构存储数据。这种特殊的存储方式，使LittleFS具有强大的掉电恢复能力（power-loss resilience)。分配COW数据块时LittleFS采用了名为统计损耗均衡的动态损耗均衡算法，使Flash设备的寿命得到有效保障。同时LittleFS针对资源紧缺的小型设备进行设计，具有极其有限的ROM和RAM占用，并且所有RAM的使用都通过一个可配置的固定大小缓冲区进行分配，不会随文件系统的扩大占据更多的系统资源。
+
+当在一个资源非常紧缺的小型设备上，寻找一个具有掉电恢复能力并支持损耗均衡的Flash文件系统时，LittleFS是一个比较好的选择。
+
+
+## 开发指导
+
+移植LittleFS到新硬件设备上，需要申明lfs_config：
+
+  
+```
+const struct lfs_config cfg = {
+    // block device operations
+    .read  = user_provided_block_device_read,
+    .prog  = user_provided_block_device_prog,
+    .erase = user_provided_block_device_erase,
+    .sync  = user_provided_block_device_sync,
+
+    // block device configuration
+    .read_size = 16,
+    .prog_size = 16,
+    .block_size = 4096,
+    .block_count = 128,
+    .cache_size = 16,
+    .lookahead_size = 16,
+    .block_cycles = 500,
+};
+```
+
+其中.read，.prog，.erase，.sync分别对应该硬件平台上的底层的读写\擦除\同步等接口。
+
+read_size 每次读取的字节数，可以比物理读单元大以改善性能，这个数值决定了读缓存的大小，但值太大会带来更多的内存消耗。
+
+prog_size 每次写入的字节数，可以比物理写单元大以改善性能，这个数值决定了写缓存的大小，必须是read_size的整数倍，但值太大会带来更多的内存消耗。
+
+block_size 每个擦除块的字节数，可以比物理擦除单元大，但此数值应尽可能小因为每个文件至少会占用一个块。必须是prog_size的整数倍。
+
+block_count 可以被擦除的块数量，这取决于块设备的容量及擦除块的大小。
+
+
+## 示例代码
+
+  代码实现如下：
+  
+```
+#include "lfs.h"
+#include "stdio.h"
+lfs_t lfs;
+lfs_file_t file;
+const struct lfs_config cfg = {
+    // block device operations
+    .read  = user_provided_block_device_read,
+    .prog  = user_provided_block_device_prog,
+    .erase = user_provided_block_device_erase,
+    .sync  = user_provided_block_device_sync,
+    // block device configuration
+    .read_size = 16,
+    .prog_size = 16,
+    .block_size = 4096,
+    .block_count = 128,
+    .cache_size = 16,
+    .lookahead_size = 16,
+    .block_cycles = 500,
+};
+int main(void) {
+    // mount the filesystem
+    int err = lfs_mount(&lfs, &cfg);
+    // reformat if we can't mount the filesystem
+    // this should only happen on the first boot
+    if (err) {
+        lfs_format(&lfs, &cfg);
+        lfs_mount(&lfs, &cfg);
+    }
+    // read current count
+    uint32_t boot_count = 0;
+    lfs_file_open(&lfs, &file, "boot_count", LFS_O_RDWR | LFS_O_CREAT);
+    lfs_file_read(&lfs, &file, &boot_count, sizeof(boot_count));
+    // update boot count
+    boot_count += 1;
+    lfs_file_rewind(&lfs, &file);
+    lfs_file_write(&lfs, &file, &boot_count, sizeof(boot_count));
+    // remember the storage is not updated until the file is closed successfully
+    lfs_file_close(&lfs, &file);
+    // release any resources we were using
+    lfs_unmount(&lfs);
+    // print the boot count
+    printf("boot_count: %d\n", boot_count);
+}
+```
+
+
+ **结果验证** 
+
+首次编译运行得到的结果为：
+
+  
+```
+Say hello 1 times.
+```
\ No newline at end of file