.Net Micro Framework研究—FAT文件系统实现探索-阿里云开发者社区

由于目前.Net Micro Framework并不支持P/Invoke功能（也无法像WinCE一样开发流式驱动），所以在底层在驱动层面用C直接对存储器（Flash）进行文件系统开发是行不通的。幸好.Net Micro Framework提供了ExtendedWeakReference类，其中赋值Target对象可以把数据存放到存储器上（Flash）。

[Serializable]
        private class FlashDatas
        {
            //调入数据
            public static byte[] Load(uint index)
            {
                ExtendedWeakReference ewr = ExtendedWeakReference.RecoverOrCreate(
                        typeof(FlashDatas),                       //类型，任意类都可以，其名称起到一个索引作用
                        index,                                    //ID号，这个数据比较有用，不同ID号代表不同数据
                        ExtendedWeakReference.c_SurviveBoot);//该标志和.c_SurviveBoot 区别不大
                return ewr.Target as byte [];
            }

            //保存数据
            public static void Save(uint index, byte [] data)
            {
                ExtendedWeakReference ewr = ExtendedWeakReference.RecoverOrCreate(typeof (FlashDatas), index, ExtendedWeakReference.c_SurviveBoot);
                ewr.Target = data;
            }
    }

上面的代码就是ExtendedWeakReference类的具体使用，从代码可以看出我们无法直接对存储器进行读写，只能通过保存类的方式对数据进行存储，至于该数据存放到何处，那是无从得知的。

我最初的想法是定义一个类，类中定义一个大数组，不过实际调试发现，该数组不能太大，超过几十K就会出现内存溢出。幸好该对象可以是字节数组，所以我产生了另一个想法，每次保存一个512字节大小的字节数组，相当于磁盘上的一个扇区，以此为存取的最小单位，实现FAT文件系统。

在我博客上曾写了一篇关于FAT文件系统的文章，如《FAT文件系统几点释疑》（ http://blog.csdn.net/yefanqiu/archive/2008/03/13/2176340.aspx ），我们知道要实现FAT16系统一般至少需要4M存储空间，实现FAT32一般需要256M空间以上。所以我简单的做了一个程序，在实际硬件中测试一下存取1024*4个512字节的数组内存是否可行。

测试代码如下：

private const uint SectorSize=512;   //扇区大小
        private const uint SecPerClus = 4;   //一个簇包含的扇区数
        public static void Main()
        {
            Debug.Print("Start" );
            for (uint i = 0; i < 512; i++)    //1024*4
            {
                byte[] bytData = new byte [SectorSize];
                bytData[0] = (byte)(i % 256 );
                bytData[bytData.Length - 1] = bytData[0 ];
                FlashDatas.Save(i, bytData);
               Debug.Print(i.ToString() + " Save " + bytData[0].ToString() + " " + bytData[bytData.Length - 1 ].ToString());

                // byte[] bytData = FlashDatas.Load(i);
                // if (bytData == null)
                // {
                //     Debug.Print(i.ToString() + " Load Error");
                //     break;
                // }
                // else
                // {
                //     Debug.Print(i.ToString() + " Load " + bytData[0].ToString() + " " + bytData[bytData.Length - 1].ToString());
                //}
            }
            Debug.Print("Exit" );
}

让我失望的是，Digi的开发板存储个数一旦超过128个就会出现读失败，新拿来的iPac-9302开发板要好一些，512个之内读写没有什么问题，超过这个数就会出现和Digi开发板一样的问题。需要说明的时，在使用读写的过程中如果不断电，读写都会成功的。一但断电重新读取，读就会失败。（当然在我测试过程中出现了各种各样不同的现象，如只能成功读取前几个）。

杜伟当初还想直接支持FAT32系统呢，目前恐怕FAT16的支持都很困难了，如果实现FAT12系统就有点不值当了。不过杜伟建议说模拟器也支持数据存储功能，所以先在模拟器中实现该功能。

没有想到，模拟器存储器最大存储仅支持1M，开始我还以为我配置参数不当呢，后来反编译了模拟器相关的核心代码，发现1M在代码中就已经写死了，相关内容如下。

反编译 Microsoft.SPOT.Emulator.dll,下面是关键代码

------------------------------------------------------------------------

//内存大小0x10000*16 = 1024*1024 也就是1M空间。

public class FlashManager : MemoryManagerBase
{
    // Fields 存储空间已经写死，就是1M
    private FlashSector[] _flashSectors = new FlashSector[] {
new FlashSector(0x10000 , FlashSectorUsage.Log, FlashSectorPartition.Start),
new FlashSector(0x10000 , FlashSectorUsage.Log, FlashSectorPartition.None),
new FlashSector(0x10000 , FlashSectorUsage.Log, FlashSectorPartition.None),
new FlashSector(0x10000 , FlashSectorUsage.Log, FlashSectorPartition.None),
new FlashSector(0x10000 , FlashSectorUsage.Log, FlashSectorPartition.None),
new FlashSector(0x10000 , FlashSectorUsage.Log, FlashSectorPartition.None),
new FlashSector(0x10000 , FlashSectorUsage.Log, FlashSectorPartition.None),
new FlashSector(0x10000 , FlashSectorUsage.Log, FlashSectorPartition.End),

new FlashSector(0x10000 , FlashSectorUsage.Log, FlashSectorPartition.Start),
new FlashSector(0x10000 , FlashSectorUsage.Log, FlashSectorPartition.None),
new FlashSector(0x10000 , FlashSectorUsage.Log, FlashSectorPartition.None),
new FlashSector(0x10000 , FlashSectorUsage.Log, FlashSectorPartition.None),
new FlashSector(0x10000 , FlashSectorUsage.StorageA, FlashSectorPartition.None),
new FlashSector(0x10000 , FlashSectorUsage.StorageA, FlashSectorPartition.None),
new FlashSector(0x10000 , FlashSectorUsage.StorageB, FlashSectorPartition.None),
new FlashSector(0x10000 , FlashSectorUsage.StorageB, FlashSectorPartition.End) };

....
}

//分配内存
internal override void AllocateMemory()
{
        this .ValidateFlashSectorsInternal();
        uint num = 0 ;
        for (int i = 0; i < this._flashSectors.Length; i++ )
        {
            num += this ._flashSectors[i].Length;
        }
        base._size = num;
        base.AllocateMemory();    //分配内存 ... ...
        for (int j = 0; j < base._size; j++ )
        {
            base._memory[j] = 0xff ;
        }
        this .InitializeFlashSectorsInternal();
}

//分配内存
internal virtual void AllocateMemory()
{
        this._memory = new byte[this ._size];
        this._handle = GCHandle.Alloc(this._memory, 3 );
}

此外模拟器在运行结束时，不能保证执行重载的UninitializeComponent函数，所以无法保存内存的数据，代码如下。

/// <summary>
         /// Called by the emulator after all components were setup and registered
        /// </summary>
        public override void InitializeComponent()
        {
            base .InitializeComponent();
            _form = new YFEmulatorForm(this .Emulator);
            _form.OnInitializeComponent();

            //Launch the UI thread.
            Thread uiThread = new Thread(RunForm);
            uiThread.SetApartmentState(ApartmentState.STA);
            uiThread.Start();

            //读Flash数据
            EmulatorFlashPersistance.Load(this );

            //必须添加这句，否则不会执行UninitializeComponent方法
            Application.DoEvents();     //这是我添的
        }


        /// <summary>
         /// Called by the emulator after the program exits
        /// </summary>
        public override void UninitializeComponent()    //这个函数不能保证会运行
        {
            //保存数据
            EmulatorFlashPersistance.Save(this);        //所以无法保存最后的结果
            Application.DoEvents(); //保存数据

            base .UninitializeComponent();
            // When the Micro Framework is shutting down, inform the the WinForm application
            //to exit as well.
            Application.Exit();
        }

目前该工作的开展对我来说，实在是一个不小的挑战。由于国内研究.Net Micro Framework不多，不仅没有人进行深层次的讨论，也少见相关资料，所以.Net Micro Framework推广真是任重而道远啊。

附记：在我上两篇关于串口部署的文章又有了新的进展，最近花了300多元购买了Moxa的UPort1110 USB转串口设备（一般的杂牌子的设备大约几十元一个）还真不错，在我笔记本上终于可以直接通过串口对.Net Micro Framework进行调试了。

.Net Micro Framework研究—FAT文件系统实现探索

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