SD卡程序调试问题

wdluo

今天用S3C2440调试裸机的SD卡驱动，移植FATFS R0.9版本的文件系统，移植完毕后发现一个问题，这个程序读写2G的SD卡完全没问题，但是当我使用4G的金士顿SD卡的时候程序提示找不到文件系统，于是我单步调试到ff.c文件里面的check_fs()函数，该函数源码如下：

1. /*-----------------------------------------------------------------------*/
   
2. /* Load a sector and check if it is an FAT Volume Boot Record            */
   
3. /*-----------------------------------------------------------------------*/
   
4. 
   
5. static
   
6. BYTE check_fs (        /* 0:FAT-VBR, 1:Valid BR but not FAT, 2:Not a BR, 3:Disk error */
   
7.         FATFS *fs,        /* File system object */
   
8.         DWORD sect        /* Sector# (lba) to check if it is an FAT boot record or not */
   
9. )
   
10. {
    
11.         if (disk_read(fs->drv, fs->win, sect, 1) != RES_OK)        /* Load boot record */
    
12.                 return 3;
    
13.         if (LD_WORD(&fs->win[BS_55AA]) != 0xAA55)                /* Check record signature (always placed at offset 510 even if the sector size is >512) */
    
14.                 return 2;
    
15. 
    
16.         if ((LD_DWORD(&fs->win[BS_FilSysType]) & 0xFFFFFF) == 0x544146)        /* Check "FAT" string */
    
17.                 return 0;
    
18.         if ((LD_DWORD(&fs->win[BS_FilSysType32]) & 0xFFFFFF) == 0x544146)
    
19.                 return 0;
    
20. 
    
21.         return 1;
    
22. }

复制代码

在该函数里我单步运行，第一个和第二个if语句都没有问题，也就是说第0扇区的数据读取和扇区分区结束标志检查都是正确的，但是文件系统的类型检查失败，也就是找不到“FAT”这个字符串，首先我怀疑是文件系统的问题，于是将SD卡取出并在电脑上格式化后在读取，结果都是一样的，诡异的是电脑能正确识别SD卡，说明SD卡上的文件系统是有的，于是我就Google，后来找到了一篇关于SD分区的介绍，简单的说就是4G的SD卡有MBR分区的问题，第0扇区的数据不是文件系统的数据，而是MBR数据，根据网上的介绍，说在物理扇区0的0X1C6处会存储保留扇区数的数据，于是我用HxD_Hex_Editor软件查看扇区0的数据发现数据不对，下面是我用HxD_Hex_Editor查看我SD卡扇区0的数据：

由这个第0扇区的数据发现在0x1C6这里的数据为0，理论上说就是没有保留扇区，物理扇区和逻辑扇区应该是重合的，但实际上并不是这样子，在第0扇区里面没有文件系统的相关数据，比如
if ((LD_DWORD(&fs->win[BS_FilSysType]) & 0xFFFFFF) == 0x544146) /* Check "FAT" string */
  return 0;
if ((LD_DWORD(&fs->win[BS_FilSysType32]) & 0xFFFFFF) == 0x544146)
  return 0;
这两条语句就检查不到文件系统，但是电脑能识别SD卡，说明SD的文件系统一定是存在的，但具体在哪里呢？我用这个软件的搜索功能搜索“FAT”字符串，结果在第63扇区找到了这个字符串，也就是真正的文件系统，如下图所示：

分析这个数据发现这才是我们真正需要的数据，而且数据也是正确的，所以现在的问题是如何让程序能自动识别这个逻辑分区。
首先我用一个最笨的方法，那就是在diskio.c文件里面的读写SD卡函数里面将扇区参数直接加上63，这样就实现了63个扇区的偏移，改写后的程序如下：

1. DRESULT disk_read (
   
2.         BYTE drv,                /* Physical drive nmuber (0..),only 0 implemented */
   
3.         BYTE *buff,                /* Data buffer to store read data */
   
4.         DWORD sector,        /* Sector address (LBA) */
   
5.         BYTE count                /* Number of sectors to read (1..255) */
   
6. )
   
7. {
   
8.         DRESULT res;        
   
9.         if ((drv!=0) || (buff==0))        return RES_PARERR;//more check needed
   
10.         if(count<2)
    
11.                 res=Read_One_Block(sector+63,buff);
    
12.         else
    
13.         {
    
14.                 res=Read_Mult_Block(sector+63,count,buff);
    
15.         }        
    
16.         if(res)
    
17.                 return RES_OK;
    
18.         else
    
19.                 return RES_ERROR;
    
20. }

复制代码

写函数也做相同的处理，编译程序，下载运行...
正确了！！文件读写正确了！！运行效果如下图：

看来确实是那个MBR的问题，现在的疑问是为什么在0x1C6那里没有扇区偏移的数据？难道是存储在其他地方的？还有就是，就算是找到了这个数据的存储地址，那文件系统该如何处理？FATFS是否可以自动处理？这就等到我下一步的调试结果吧。
上传一个查看磁盘数据的软件： HxD_Hex_Editor_CHS_1[1].7.7.0.rar (852.95 KB, 下载次数: 89)

2012-8-27 00:02 上传

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再上传一个SD卡3.01版本的数据手册： Physical_Layer_Simplified_Specification_Ver_3.01_Final_100518.pdf (1.13 MB, 下载次数: 172)

2012-8-27 00:19 上传

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wdluo

再次看了下FATFS的源码，在ff.c文件的chk_mounted()函数中有这么一段程序：

1.         /* Search FAT partition on the drive. Supports only generic partitionings, FDISK and SFD. */
   
2.         fmt = check_fs(fs, bsect = 0);                /* Load sector 0 and check if it is an FAT-VBR (in SFD) */
   
3.         if (LD2PT(vol) && !fmt) fmt = 1;        /* Force non-SFD if the volume is forced partition */
   
4.         if (fmt == 1) {                                                /* Not an FAT-VBR, the physical drive can be partitioned */
   
5.                 /* Check the partition listed in the partition table */
   
6.                 pi = LD2PT(vol);
   
7.                 if (pi) pi--;
   
8.                 tbl = &fs->win[MBR_Table + pi * SZ_PTE];/* Partition table */
   
9.                 if (tbl[4]) {                                                /* Is the partition existing? */
   
10.                         bsect = LD_DWORD(&tbl[8]);                /* Partition offset in LBA */
    
11.                         fmt = check_fs(fs, bsect);                /* Check the partition */
    
12.                 }
    
13.         }
    
14.         if (fmt == 3) return FR_DISK_ERR;
    
15.         if (fmt) return FR_NO_FILESYSTEM;                /* No FAT volume is found */

复制代码

分析该程序发现，if(fmt == 1)这个判断里面的代码就是实现检查逻辑扇区在什么物理扇区的代码，bsect = LD_DWORD(&tbl[8]);  /* Partition offset in LBA */这句程序就是获取第1个逻辑扇区的实际物理扇区号，又根据这句：tbl = &fs->win[MBR_Table + pi * SZ_PTE];/* Partition table */和#define MBR_Table   446 /* MBR: Partition table offset (2) */可知，该逻辑扇区的起始扇区号就存储在0扇区的446+8处，也就是0x1C6，如下图所示：

由该图可看出该地址数据为0，而不是理论上的63，因此该文件系统无法正确获取逻辑分区所在的起始扇区，因此出现无法正确检测到文件系统的情况，这是什么原因我不是很清楚，暂且认为是SD卡本身的原因，具体解决方法后面调试再说......

wdluo

上传移植好了的代码： LCD_FATFS.rar (3.23 MB, 下载次数: 117)

2012-9-4 23:26 上传

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ye781205

http://www.tosogo.com/posts/list/8937.htm
我写的，看看吧

丢三来四

目前也在弄这个，也下了论坛的那个版本，也是很多问题，原来是ads的工程，用的是ucfs，但是版本很低无法识别2g以上的，而且程序本身，也没有对sd卡区分，正好搜到有这个2440的fatfs，就借用了底层的部分，没有移植上层应用函数的部分。结果连以前的卡也读写不了，到时可以识别了。

littleway

非常感谢楼主！