.Net Micro Framework研究—FAT文件系统实现探索

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]
privateclassFlashDatas
{
//调入数据
publicstaticbyte[]Load(uintindex)
{
ExtendedWeakReferenceewr=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
returnewr.Targetasbyte[];
}

//保存数据
publicstaticvoidSave(uintindex,byte[]data)
{
ExtendedWeakReferenceewr=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：

privateconstuintSectorSize=512;//扇区大小
privateconstuintSecPerClus=4;//一个簇包含的扇区数
publicstaticvoidMain()
{
Debug.Print("Start");
for(uinti=0;i<512;i++)//1024*4
{
byte[]bytData=newbyte[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()+"LoadError");
//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。

publicclassFlashManager:MemoryManagerBase
{
//Fields存储空间已经写死，就是1M
privateFlashSector[]_flashSectors=newFlashSector[]{
newFlashSector(0x10000,FlashSectorUsage.Log,FlashSectorPartition.Start),
newFlashSector(0x10000,FlashSectorUsage.Log,FlashSectorPartition.None),
newFlashSector(0x10000,FlashSectorUsage.Log,FlashSectorPartition.None),
newFlashSector(0x10000,FlashSectorUsage.Log,FlashSectorPartition.None),
newFlashSector(0x10000,FlashSectorUsage.Log,FlashSectorPartition.None),
newFlashSector(0x10000,FlashSectorUsage.Log,FlashSectorPartition.None),
newFlashSector(0x10000,FlashSectorUsage.Log,FlashSectorPartition.None),
newFlashSector(0x10000,FlashSectorUsage.Log,FlashSectorPartition.End),

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

....
}

//分配内存
internaloverridevoidAllocateMemory()
{
this.ValidateFlashSectorsInternal();
uintnum=0;
for(inti=0;i<this._flashSectors.Length;i++)
{
num+=this._flashSectors[i].Length;
}
base._size=num;
base.AllocateMemory();//分配内存......
for(intj=0;j<base._size;j++)
{
base._memory[j]=0xff;
}
this.InitializeFlashSectorsInternal();
}

//分配内存
internalvirtualvoidAllocateMemory()
{
this._memory=newbyte[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>
///Calledbytheemulatorafterallcomponentsweresetupandregistered
///</summary>
publicoverridevoidInitializeComponent()
{
base.InitializeComponent();
_form=newYFEmulatorForm(this.Emulator);
_form.OnInitializeComponent();

//LaunchtheUIthread.
ThreaduiThread=newThread(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>
///Calledbytheemulatoraftertheprogramexits
///</summary>
publicoverridevoidUninitializeComponent()//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();
//WhentheMicroFrameworkisshuttingdown,informthetheWinFormapplication
//toexitaswell.
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。