SD卡加载程序

      隔了好长时间没有写东西了，这段时间事做了不少，也比较顺利，因为不需要写驱动而只是纯粹的写程序了。这段时间主要做了三件事：一是写了FAT32文件系统的读程序，实现了从SD卡加载程序（BIN文件形式的程序）；二是认识了一下Windows的ICO图标文件，实现了对图标文件的读取和显示；三是加载了汉字字库（GB2312 16*16点阵汉字），实现了对TXT文件的读取显示。下面先说第一件：
       前面已经大概讲过了FAT32文件系统，但是没有写出程序来，这次写出来了，而且可以正确读取文件了。前面已经讲过SD卡的驱动，这里的FAT32文件系统也是基于读SD卡中的FAT32文件。  SD卡格式化后一般只有一个分区，整个卡的第一个扇区（512字节）称为MBR主引导扇区，其中包括64字节的硬盘分区表，偏移地址为：0x1BE ~ 0x1FD，每十六个字节代表一个分区，一般SD卡只有一个区，所以一般只有前十六个字节有内容，其余为0。每条分区记录从第8个偏移字节开始的下面4个字节，代表了该分区开始处相对于SD卡开头的偏移量，单位为扇区，由这个参数可以计算出分区开始的地址。
       每个分区的第一个扇区记录了该分区的信息，如保留扇区的数量（用于计算FAT表的起始位置），每扇区的字节数（一般为512字节），每簇的扇区数，FAT表的数量和大小，根目录所在簇号等重要信息。
       前面日志讲过，每个簇在FAT表中都有四字节与之对应，用于文件存储下一簇的簇号，存储结构为一链式结构。如果文件存储在根目录下，在根目录的数据区里有一条32字节的记录，记录了文件的名称，存储的起始簇号等重要信息，有了起始簇号就可以读第一簇的内容，读完后再读这一簇号在FAT表中的内容，若表项中的内容显示还有下一簇存储了内容，则可以继续读下一簇，直到FAT表项中的内容显示文件到此簇结束了。
        下面给出FAT32文件系统初始化的程序，供有兴趣的朋友参考（程序不是很完善，比较粗糙）：
         struct VOL                 // 定义一结构体用于存储分区的重要信息

        {

unsigned int Relative_sectors;     //分区相对于硬盘开始的偏移扇区数

unsigned int FAT_startSec;         //FAT表起始扇区号

unsigned int Root_startSec;        //根目录开始扇区号

unsigned int Total_sectors;         //分区总扇区数

unsigned int BytsPerSec;           //每扇区的字节数

unsigned int SecPerClus;           //每簇的扇区数

unsigned int RsvdSecCnt;           //此分区保留扇区数目，包括启动扇区

unsigned int NumFATs;              //此分区FAT表数目

unsigned int Media;                    //介质类型

unsigned int ToSec32;              //此分区总扇区数

unsigned int FATSz32;              //一个FAT表所占的扇区数

unsigned int Flags;                     //

unsigned int RootClus;               //根目录所在第一个簇的簇号，通常该数值为2

unsigned int BytePerClus;          //每簇字节数

      };
 

struct VOL v0;

void  fat32_init(void)

{

  unsigned int data_buf[128];                           //用于缓存一个扇区内容，SD卡一扇区一扇区的读

sd_read_single(0,data_buf);                                       //读取SD卡第0扇区内容，MBR

 v0.Relative_sectors=(data_buf[114]<<16)|(data_buf[113]>>16);      //读取第一分区开始扇区号

 sd_read_single(v0.Relative_sectors,data_buf);                              //读取分区引导扇区内容，BPB

v0.BytsPerSec=0x200;                               //默认为512字节，这里设置只支持512字节

v0.SecPerClus=(data_buf[3]>>8)&0xff;                                  //每簇扇区数

v0.RsvdSecCnt=(data_buf[3]>>16)&0x0000ffff;                       //保留扇区数

v0.NumFATs=data_buf[4]&0xff;                                                //FAT表数量

 v0.FATSz32=data_buf[9];                                 //FAT 表大小扇区数

v0.RootClus=data_buf[11];                                       //根目录所在簇号

v0.FAT_startSec=v0.Relative_sectors+v0.RsvdSecCnt;               //FAT表起始地址（扇区号）

v0.BytePerClus=512*v0.SecPerClus;                                        //每簇字节数

}

 

/*

  读取某一簇号在FAT表中的内容,FAT表项中内容只用了28位，高四位忽略，

  0x0FFFFFFF标记文件在本簇结束，0x0FFFFFF7标记为坏簇，文件没结束则返回有效簇号，

  结束簇号或坏簇则返回0。

*/

unsigned int fat32_read_fat(unsigned int clus_num)

{

unsigned int data_buf[128];

sd_read_single(v0.FAT_startSec+clus_num/128,data_buf);              //读簇号所在FAT表扇区内容

if((data_buf[clus_num%128]>1)&&(data_buf[clus_num%128]<0x0FFFFFF7))

   return data_buf[clus_num%128];

else

   return 0;

} 

 /*

  读取根目录和数据区某一簇内容，并返回当前簇号在FAT表中对应项中的内容，

  若文件不在此簇结束则返回下一存储簇号，用于读取下一簇内容，否则返回0。

  注：读完一簇后，目的指针要在函数外加128*v0.SecPerClus.

*/

unsigned int fat32_read_sinclus(unsigned int clus_num,unsigned int *file_data)

{

unsigned int start_sec,file_startSec,i;

start_sec=v0.FAT_startSec+v0.NumFATs*v0.FATSz32;    //此地址为数据目录区始地址，不一定就是根目录地址

file_startSec=start_sec+(clus_num-2)*v0.SecPerClus;     //指定簇起始地址

for(i=0;i<v0.SecPerClus;i++)

{

sd_read_single(file_startSec,file_data);

file_startSec++;

}

i=fat32_read_fat(clus_num);

if((i>1)&&(i<0x0FFFFFF7))

   return i;

else

   return 0;

}

/*

   查找根目录下是否存在所需文件，有则返回文件起始簇号，否则返回0

   文件名暂只支持8字符英文和数字，只识别前三个字符。

   FAT32文件名若字母全为小写或大写，只有短文件名，若全是小写文件名项0x0C偏移内容为0x80

   全为大写该值为0，有大小写则有长文件名。若含有汉字则有长文件名，短文件名内汉字用GB编码，

   字母用ASCII编码，长文件名一律用uicode编码（16位）。短文件名中字符全为大写字符的ASCII码。

*/

unsigned int fat32_find_file(char *file_name)  

{

unsigned int data_buf[128*v0.SecPerClus],*p,*q,i;

unsigned int next_fat=v0.RootClus;

q=(unsigned int *)file_name;    //此处有错误不能将字符型直接接为整型，因为它们的对齐要求不同。只有都为4字节对齐时才正确

do

{

  next_fat=fat32_read_sinclus(next_fat,data_buf);

  p=data_buf;

  for(i=0;i<16*v0.SecPerClus;i++)

  {

    if(((*q)&0x00FFFFFF)==((*p)&0x00FFFFFF))

   return ((*(p+5))<<16)|((*(p+6))>>16);

    else

  p+=8;

  }

}while(next_fat); 

return 0;

} 

/*
  加载某一根目录下的文件到内存起始地址
*/ 

void load_zk(char *zk)   //zk为文件名字符串指针

{

unsigned int next_fat;

unsigned int *zk_p;

zk_p=(unsigned int*)0x50000000;        //如将文件拷到0x50000000起始的内存

next_fat=fat32_find_file(zk);        //查找字库并读取第一簇内容，返回下一簇号

while(next_fat!=0)

{

next_fat=fat32_read_sinclus(next_fat,zk_p);

zk_p+=v0.BytePerClus/4;

}                                                       //加载完所有数据

} 

        需要从SD卡拷贝BIN文件到内存时，可在BOOTLOAD中利用SD卡，及FAT32初始化程序，再调用文件查找函数和加载函数，最后写入汇编加载PC值为0x50000000，则实现了程序的加载和启动。 

  注：关于FAT32文件系统简介可参考我的QQ日志，270428231.