В этой статье приведен перевод документации по службе файловой системы (file system service, FSS) библиотек Analog Devices для процессора Blackfin [1].

FSS предоставляет доступ к устройствам хранения данных. При этом обеспечивается портируемость и возможность расширения при переходе от одной системе к другой, и при смене модели процессора Blackfin. FSS разработана таким образом, чтобы максимально облегчить поддержку файловых систем, таких как FAT (обычно FAT используется на извлекаемых носителях данных наподобие карт SD и флешек USB) и физических интерфейсов (таких как ATA/ATAPI на семействе процессоров ADSP-BF54x), так что эти возможности добавляются к приложениями с минимальными усилиями. Вместе с VisualDSP++ 5.0 предоставляется поддержка платы разработчика ADSP-BF548 EZ-KIT Lite для файловых систем FAT на хост-интерфейсах secure digital, чтобы можно было подключить жесткий диск, карту SD и флешку USB. Ниже показана общая архитектура библиотек Analog Devices (ADI), обеспечивающих работу службы файловой системы.

Примечание: на картинке выглядит все хорошо, однако внутри все устроено далеко не так красиво и просто. Разработчики библиотек ADI постарались сделать их универсальными (т. е. чтобы они работали на всех процессорах Analog Devices), поэтому пришлось широко использовать библиотеку так называемых стандартных служб (Analog Devices System Services Library, ADI SSL), подсистему динамического выделения памяти и т. д. В результате система получилась весьма требовательной к размеру кода и к размеру потребляемой памяти, поэтому на младших моделях процессоров и без подключения SDRAM использовать ADI FSS будет затруднительным. Стоит добавить, что примеров кода для библиотеки FSS очень мало, список готовых модулей для разных поддерживаемых носителей беден, и в Интернете Вы найдете мало примеров использования библиотеки FSS. Поэтому многие разработчики предпочитают более простые и облегченные решения для доступа к файловой системе - старые добрые EFSL и FatFS.

Приложение взаимодействует с этими драйверами через фреймворк и API службы файловой системы, известной как file system service (FSS). Когда служба FSS инициализирована, приложение может делать прямые вызовы функций API службы FSS (см. раздел "Справочник по API-функциям службы FSS"), или если такая возможность зарегистрирована, можно использовать расширенный стандартный интерфейс ввода/вывода языка C (extensible standard C I/O interface), предоставленный в библиотеке ввода/вывода (I/O library) системы разработки VisualDSP++ 5.0. Когда I/O library зарегистрирована, вызовы fopen(), fread(), и так далее перенаправляются к FSS для прямого обращения к файлам на хранилище данных. С таким методом приложения используют стандартный интерфейс ввода/вывода языка C, что облегчает портирование готового кода при использовании службы файловой системы. В дополнение к этим функциям, предоставляется поддержка для определенных функций POSIX, таких как opendir(), rename(), remove(), и так далее. Описание этих функций доступно в разделе "Дополнительные функции POSIX, поддерживаемые FSS".

Хотя FSS API предоставляет поддержку для расширения декларации имен файлов и директорий для использования спецификации Unicode UTF-8 (кодировка 16 бит), текущая реализация FSS обслуживается только имена файлов ASCII (кодировка 8 бит).

Доступ к каждому из типу носителя данных в приложении предоставляется регистрацией для FSS драйвера устройства, так называемого драйвера физического интерфейса (physical interface driver, PID). Каждый носитель форматируется для определенной файловой системы (например, файловая система Microsoft® FAT), и интерпретация этих файловых систем осуществляется регистрацией драйвера устройства другого типа, так называемого драйвера файловой системы (file system driver, FSD) [10, 11].

Пользователи, которые хотели бы предоставить дополнительные FSD и PID, или их замену для поддержки какой-то определенной файловой системы или физического интерфейса, могут это осуществить, просто следуя правилам дизайна соответствующего класса драйвера устройства, и регистрацией этого драйвера для FSS в момент инициализации приложения. Подробнее см. раздел "Расширяемость".

FSS разработана с учетом применения как в обычном приложении, так и в рабочем окружении RTOS. Вместе с VisualDSP++ 5.0 предоставляется несколько примеров конфигурирования и использования FSS. В одном из примеров (shell browser) реализована многопоточная среда выполнения с простым командным интерфейсом через эмулятор терминала, подключенный к интерфейсу UART платы разработчика ADSP-BF548 EZ-KIT Lite. Подробности см. в описании примеров, раздел "Примеры".

[FSS: быстрый старт]

В этой секции приведены базовые принципы инициализации и использования в приложении службы файловой системы. Подразумевается, что уже были инициализированы Системные Службы (system services) [2] и Менеджер Устройств (device manager) [3]. Зависимости от ресурсов системных служб подробно описаны в разделе "Требования к системным службам". Здесь описано общее функционирование FSS, более подробно см. описание функций интерфейса программирования (API) в последних разделах статьи.

Инициализация. FSS создана на основе модели Драйвера Устройств (device driver), поэтому требует использования как Менеджера Устройств, так и Системных Служб [2, 3]. Таким образом, для приложения необходимо сконфигурировать Системные Службы и Менеджер Устройств перед инициализацией FSS. Разработчик приложения может обратиться к соответствующей документации для каждого из необходимых драйверов FSD (драйвер файловой системы) и PID (драйвер физического интерфейса), чтобы определить, какие дополнительные ресурсы и службы могут потребоваться.

FSS конфигурируется для использования путем регистрации требуемых драйверов FSD и PID, вместе с предоставлением указателей (handle) на Менеджер Устройств и Менеджер DMA [4], и предоставлением указателя на очередь отложенных функций обратного вызова (deferred callback queue). Это реализовано передачей в API-функцию инициализации adi_fss_Init() специальной таблицы пар команда-значение. Вот пример такой простейшей таблицы:

ADI_FSS_CMD_VALUE_PAIR adi_fss_Config[] =
{
   /* Регистрация драйвера интерфейса ATA/ATAPI */
   { ADI_FSS_CMD_ADD_DRIVER, (void*)&ADI_ATAPI_Def },
   /* Регистрация драйвера FSD для файловой системы FAT */
   { ADI_FSS_CMD_ADD_DRIVER, (void*)&ADI_FAT_Def },
   /* Предоставление DMA Manager Handle */
   { ADI_FSS_CMD_SET_DMA_MGR_HANDLE, (void*)adi_dma_ManagerHandle },
   /* Предоставление Device Manager Handle */
   { ADI_FSS_CMD_SET_DEV_MGR_HANDLE, (void*)adi_dev_ManagerHandle },
   /* Предоставление DCB Queue Handle */
   { ADI_FSS_CMD_SET_DCB_MGR_HANDLE, (void*)adi_dcb_QueueHandle },
   /* Маркер конца таблицы команд */
   { ADI_FSS_CMD_END, (void*)NULL }
};

Адрес этой таблицы просто передается API-функции adi_fss_Init() следующим образом:

Result = adi_fss_Init( adi_fss_Config );

В приведенной выше таблице команда-значение задана конфигурация для доступа FSS к жесткому диску, подключенному к интерфейсу ATA/ATAPI процессора ADSP-BF54x. Определение структур ADI_ATAPI_Def и ADI_FAT_Def могут быть приведены либо в самом приложении, либо взяты из заголовочных файлов драйвера устройства. Чтобы использовать последнее, перед оператором #include должен быть определен макрос. Ниже показан самый быстрый способ применить таблицу команда-значение:

/* FSD-драйвер FAT12/16/32 */

#define _ADI_FAT_DEFAULT_DEF_

#include < drivers/fsd/fat/adi_fat.h >

/* Интерфейс ATAPI */

#define _ADI_ATAPI_DEFAULT_DEF_

#include < drivers/pid/atapi/adi_atapi.h >

Чтобы зарегистрировать для FSS дополнительный драйвер, просто добавьте соответствующий хедер к файлу, в котором содержится вышеуказанный код, выберите использовать хедер определения по умолчанию или предоставьте свой, и добавьте следующую пару команда-значение в таблицу конфигурирования FSS:

   { ADI_FSS_CMD_ADD_DRIVER, (void*)&< Device-Def-Structure > },

Обратите внимание, что если приложение одновременно использует два или большее количество медиа-носителей данных, который используют один и тот же драйвер FSD, то в таблице команд конфигурации FSS должна быть только одна запись ADI_FSS_CMD_ADD_DRIVER для соответствующего драйвера FSD. Например, ADSP-BF548 EZ-KIT Lite поддерживает носители данных на жестком диске, карте SD и флешке USB, и все они могут использовать один и тот же драйвер FSD для файловой системы FAT.

Полный набор команд, который можно использовать для инициализации FSS можно найти во врезке с описанием функции adi_fss_Init.

Теперь служба FSS готова для использования через свои прямые вызовы API. Однако для достижения максимального удобства и портируемости приложений и библиотек лучше использовать FSS косвенно, через стандартный интерфейс ввода/вывода языка C. VisualDSP++ 5.0 предоставляет возможность расширить поддержку файлового ввода вывода по умолчанию (PRIMIO). Это достигается простым подключением хедера FSS:

#include < services/fss/adi_fss.h >

и регистрации требуемой структуры точки входа (тип DevEntry) с библиотекой ввода/вывода:

add_devtab_entry( &adi_fss_entry );

Определение структуры DevEntry можно найти в части 3 документации "VisualDSP++ 5.0 C/C++ Compiler and Library Manual for Blackfin Processors". Декларацию adi_fss_entry можно найти в файле adi_fss_deventry.c папки Blackfin\lib\src\services\fss каталога установки VisualDSP++ 5.0.

Завершение. Когда приложению больше не требуется использовать службу файловой системы, она может вызывать функцию завершения adi_fss_Terminate(). Эта функция размонтирует все смонтированные файловые системы, закроет все драйверы PID и FSD, и освободит все динамически выделенные области памяти.

[Требования к системным службам]

Как было отмечено в разделе "FSS: быстрый старт", служба файловой системы зависит от соответствующей конфигурации Системных Служб и Менеджера Устройств. Для быстрого старта рекомендуется сделать копию файлов adi_ssl_init.c и adi_ssl_init.h, которые можно найти в примерах FSS, и использовать их как базовый код в Вашем собственном приложении. Например, просмотрите файлы примера в папке: Blackfin \ Examples \ ADSP-BF548 EZ-KIT Lite \ Services \ File System \ HardDisk \ HardDiskAccess.

Файл adi_ssl_init.c дает базовую последовательность вызовов инициализации каждой из Системных Служб и Менеджера Устройств, с предоставлением каждой службе необходимой памяти. Файл adi_ssl_init.h содержит определения для констант, относящихся к реализации FSS, и только в этом из этих двух файлов требуется сделать модификацию в зависимости от требований приложения. Вот эти настроечные макросы:

#define ADI_SSL_INT_NUM_SECONDARY_HANDLERS (2)

#define ADI_SSL_DCB_NUM_SERVERS            (1)

#define ADI_SSL_DMA_NUM_CHANNELS           (2)

#define ADI_SSL_FLAG_NUM_CALLBACKS         (0)

#define ADI_SSL_SEM_NUM_SEMAPHORES         (10)

#define ADI_SSL_DEV_NUM_DEVICES            (2)

Используемые значения зависят не только от конфигурации FSS и от того, какие драйверы FSD и PID зарегистрированы, но также и от других драйверов устройств и служб, используемых в приложении, например драйвер дисплея LCD, драйвер аудиокодека, и так далее. В последующих секциях адресованы каждые из них, но только относительно конфигурации службы файловой системы.

Служба Менеджера Прерываний [5]. Менеджер Прерываний это один из модулей базовых служб, который поддерживает реализацию драйверов устройств, при этом физические драйверы интерфейса (PID) не являются исключением. С каждым PID связано определенное количество прерываний периферийного устройства. Например, драйвер ATAPI имеет 3 прерывания DMA и одно прерывание устройства. В зависимости от того, выбрали ли Вы уровни IVG по умолчанию для соответствующих прерываний, или назначили свои уровни, зависит, как много вторичных прерываний потребуется приложению. Все драйверы устройств подцепляют обработчики прерываний к уровню IVG, как это идентифицировано в регистрах SIC_IARx. Вы можете счесть полезным явно установить требуемые приоритеты серией вызовов API-функции adi_int_SICSetIVG() для всех периферийных устройств в Вашем приложении. Например, чтобы установить приоритеты ATAPI, Вы должны сделать следующее:

adi_int_SICSetIVG(ADI_INT_DMA10_ATAPI_RX, 10);
adi_int_SICSetIVG(ADI_INT_DMA11_ATAPI_TX, 11);
adi_int_SICSetIVG(ADI_INT_ATAPI_ERROR, 7);
adi_int_SICSetIVG(ADI_INT_DMA_ERROR, 7);

С таким методом настройки Вы сможете ясно увидеть, какие уровни IVG используются несколькими периферийными устройствами. Тогда Вы можете определить количество используемых вторичных обработчиков (ADI_SSL_INT_NUM_SECONDARY_HANDLERS).

См. документацию для драйвера устройства по каждому PID, требуемому для приложения, чтобы узнать подробности по соответствующим требуемым прерываниям. Эта документация находится в папке Blackfin\Docs\drivers\pid каталога установки VisualDSP++ 5.0.

Служба отложенных функций обратного вызова (Deferred Callback Service) [6]. Служба FSS лучше всего работает с использованием отложенных вызовов функций событий (deferred callbacks). Для работы в приложении VDK особенно важно использовать отложенные вызовы callback. Хотя в приложении можно использовать несколько серверов отложенных callback, рекомендуется использовать один сервер, и сконфигурировать его на уровень IVG 14. Фактически для использования в среде приложения VDK разрешено использовать только один сервер, и этот сервер использует очередь отложенных процедур (Deferred Procedure Queue) VDK, которая выполняется на уровне ядра (IVG 14).

Таким образом, рекомендуется установить макрос ADI_SSL_DCB_NUM_SERVERS в значение 1.

В дополнение к коду файла adi_ssl_init.c нужен следующий код для открытия сервера очереди:

adi_dcb_Open (14, DCBMgrQueue1, SIZE_DCB_QUEUE, &ResponseCount, &adi_dcb_QueueHandle);

Здесь DCBMgrQueue1 это адрес блока памяти размером как минимум SIZE_DCB_QUEUE. Этот код взят из файла InitServices.c примера HardDiskAccess. Размер очереди зависит от Ваших требований, но хорошей стартовой точкой будет использование 4 записей в очереди:

#define SIZE_DCB_QUEUE ((ADI_DCB_ENTRY_SIZE)*4)

Служба DMA [4]. Менеджер DMA используется службой FSS для передачи данных между приложением и физическим носителем данных, где это необходимо, как это определено внутренним устройством каждого PID в приложении. Использование DMA и его задействованных каналов подробно описано в соответствующей документации на драйвер устройства PID. Значение, которое дается ADI_SSL_DMA_NUM_CHANNELS, должно быть инкрементировано на количество каналов, требуемое для каждого PID.

Требования к DMA для каждого физического драйвера устройства подробно описаны в документации на соответствующий драйвер. Например, драйвер ATAPI требует, чтобы Менеджер DMA был инициализирован с двумя каналами; SD PID требует один канал; и драйвер хоста USB не требует каналов DMA.

Служба семафоров. FSS требует некоторое количество семафоров для своей работы. Семафоры используются для поддержки атомарного доступа к файловой системе и физических драйверов, и для оповещения о завершении передач данных. Для каждого экземпляра FSD или PID требуется как минимум 2 семафора (подробности см. в соответствующей документации драйвера FSD или PID).

Обратите внимание, что если приложение одновременно использует 2 или большее количество типов медиа-носителей данных, которые используют один и тот же драйвер, то требуется по 2 семафора для каждой инстанциации соответствующего драйвера FSD.

Требуемое количество семафоров также варьируется в пропорции к количеству файлов, открытых одновременно, так использование кэша файла требует один семафор на один открытый файл.

Значение, заданное в макросе ADI_SSL_SEM_NUM_SEMAPHORES, должно быть инкрементировано на количество семафоров, требуемое для заданной конфигурации FSS.

Когда FSS используется в среде приложения VDK, это значение игнорируется службой семафоров; однако Вам нужно назначить подходящее значение для максимального количества активных семафоров на закладке Kernel настроек приложения VDK.

Служба часов реального времени. Имеется зависимость от службы часов (real-time clock, RTC) в том случае, если драйвер FSD, подключенный в приложении, использует RTC для предоставления данных времени и даты, когда они используются для создания новых файловых объектов или при модификации файлов. Это случай использования драйвера FSD для файловой системы FAT, который поставляется вместе с VisualDSP++5.0.

Инициализация службы реального времени, и как установить текущую дату и время, подробно описано в части 11 "Real-Time Clock Service" руководства [1].

Менеджер Устройств (Device Manager). Каждый PID и FSD, зарегистрированный в приложении, представляет как минимум один драйвер устройства; некоторые драйверы PID, такие как USB mass storage class driver, могут потребовать двух или большего количества драйверов. Дополнительно используются несколько экземпляров FSD, представляющих отдельные драйверы устройств.

Значение, предоставленное в макросе ADI_SSL_DEV_NUM_DEVICES, должно быть инкрементировано на количество экземпляров PID и FSD для требуемой конфигурации FSS. Подробнее см. соответствующую документацию драйвера устройства в папках Blackfin \ Docs \ drivers \ fsd и Blackfin \ Docs \ drivers \ pid.

[Расширенная конфигурация]

В этом разделе описаны общие принципы подстройки инициализации FSS для удовлетворения Вашим потребностям.

Пользовательская конфигурация драйверов устройств. В разделе "FSS: быстрый старт" используются структуры определения FSD и PID, которые можно найти в соответствующих хедерах драйвера. Однако бывают случаи, когда Ваше приложение нуждается в измененных определениях, как например когда нужно добавить дополнительные команды в конфигурационную таблицу драйвера.

Структуры определения устройства имеют тип ADI_FSS_DEVICE_DEF, который описан далее в разделе "Типы данных и перечисления для API службы FSS". Эта структура определена в хедере FSS <services/fss/adi_fss.h >.

Таблица команд это массив пар команда-значение (тип ADI_DEV_CMD_VALUE_PAIR), которые полезны для драйверов устройств, удовлетворяющих модели драйвера устройства Системных Служб.

Допустимые команды для таблицы конфигурации драйвера представлены в отдельных файлах документации драйвера, находящихся в соответствующем подкаталоге папок Blackfin \ Docs \ drivers \ fsd или Blackfin \Docs \ drivers \pid каталога установки VisualDSP++ 5.0. Например, так должен быть назначен индекс кучи для выделения буферов DMA (см. "Динамическое использование памяти"):

ADI_DEV_CMD_VALUE_PAIR ADI_FAT_ConfigTable [] =
{
   { ADI_FSS_CMD_SET_CACHE_HEAP_ID, (void*)2 },
   { ADI_DEV_CMD_END, NULL },
};

В дополнение к возможности настроить определение PID, можно зарегистрировать PID, который уже открыт и зарегистрирован. Эта возможность предоставлена главным образом для того, чтобы разрешить смену медиа-носителя данных между FSS и другими элементами приложения. Например, встроенную память NAND flash, жесткий диск или карту SD можно переставить между FSS и классом драйвера USB mass storage (device), чтобы разрешить доступ к встроенному носителю данных из компьютера PC или Mac.

Перед тем, как зарегистрировать PID, должно быть сделано следующее:

• Открытие: значения в структуре ADI_FSS_DEVICE_DEF, определенные в хедере PID, можно использовать для явного вызова adi_dev_Open. Например, поля структуры определения устройства ATAPI могут быть использованы следующим образом:

adi_dev_Open (adi_dev_ManagerHandle,
              ADI_ATAPI_Def.pEntryPoint,
              ADI_ATAPI_Def.DeviceNumber,
              < хендл клиента >,
              &ADI_ATAPI_Def.DeviceHandle,
              ADI_ATAPI_Def.Direction,
              adi_dma_ManagerHandle,
              adi_dcb_QueueHandle,
              < callback-функция клиента >);

Обратите внимание, что аргументы < хендл клиента > и < callback-функция клиента > имеют значение только перед регистрацией PID со службой FSS; эти элементы переназначаются внутри FSS. Если у них нет прямого отношения к самому приложению, то они могут быть присвоены в значения NULL и 1 соответственно.

• Назначен метод потока данных (Data Flow Method): метод потока данных PID должен быть установлен в ADI_DEV_MODE_CHAINED следующей парой команда-значение:

   { ADI_DEV_CMD_SET_DATAFLOW_METHOD, (void *)ADI_DEV_MODE_CHAINED }

• Конфигурирование: в дополнение к установке метода потока данных PID должен быть сконфигурирован как минимум командами, определенными в таблице команд, адрес которой задается полем pConfigTable соответствующей структуры определения устройства.

Регистрация PID может быть осуществлена либо передачей следующей пары команда значение в функцию adi_fss_Control:

   { ADI_FSS_CMD_REGISTER_DEVICE, (void *)&ADI_ATAPI_Def }

либо использованием функции adi_fss_RegisterDevice:

adi_fss_RegisterDevice(&ADI_ATAPI_Def,1);

Подробности см. во врезке с описанием этой функции, раздел "Справочник по API-функциям службы FSS".

[Динамическое использование памяти]

В отличие от других системных служб и драйверов устройств служба FSS экстенсивно использует динамическое выделение памяти для внутренних структур данных и буферов DMA. Причина главным образом в том, что требования к размерам выделяемых блоков памяти в контексте файловых систем весьма неопределенны - размеры буферов зависят от имеющегося физического носителя данных и от используемой файловой системы. Использование динамического выделения памяти для всех частей фреймворка FSS освобождает разработчика от оценок количества требуемой памяти во время компиляции приложения.

Однако, чтобы предоставить разработчику некоторое управление, все запросы на динамическое выделение памяти для FSS, компоненты файловой системы и физических драйверов устройств интерфейса выполняются через централизованные функции, которые затем делают вызовы библиотечных функций C, или могут быть направлены на вызов пользовательских функций с целью повышения эффективности или для мониторинга. Имеется 3 функции выделения из кучи для операций malloc, realloc и free, и все они должны быть заменены пользовательскими функциями, если заменяется любая из них. Для использования своих собственных функций убедитесь, что эти функции удовлетворяют следующим прототипам для каждой операции.

malloc:

void *< custom-heap_malloc-function > ( int, size_t );

realloc:

void *< custom-heap_realloc-function > ( int, void *, size_t );

free:

void < custom-heap_free-function > ( int, void * );

Они должны быть затем зарегистрированы для FSS использованием следующих пар команда-значение:

   { ADI_FSS_CMD_SET_MALLOC_FUNC, (void*)< custom-heap_malloc-function > },
   { ADI_FSS_CMD_SET_REALLOC_FUNC, (void*)< custom-heap_realloc-function > },
   { ADI_FSS_CMD_SET_FREE_FUNC, (void*)< custom-heap_free-function > },

Кроме того, выделение памяти делится на 2 категории по требованиям к памяти: общая память (GeneralHeapID) для структур данных, таких как данные экземпляра драйвера устройства и дескрипторы файлов и т. п., и память кэша (CacheHeapID), определенная как память, требуемая для буферов с типом кэша, таких как буферы передач DMA. Управление этими категориями памяти реализовано через использование дополнительных (или пользовательских) куч [7], доступных в VisualDSP++ 5.0. Каждый компонент фреймворка FSS выделяет общую память из единственной общей кучи, определенной в FSS. Для памяти кэша каждый компонент может назначить для использования отдельную кучу.

Определены 2 команды для назначения индексов общей кучи и куч кэша. Чтобы назначить индекс общей кучи, используйте следующую пару команда-значение в таблице команд конфигурации FSS, которая передается только функции adi_fss_Init():

   { ADI_FSS_CMD_SET_GENERAL_HEAP_ID, (void*)GeneralHeap },

Значение GeneralHeap это индекс массива в записи кучи в heap_table. Например, пример "Shell_Browser" назначает значение GeneralHeap в 1, что является индексом записи FSSGeneralHeap_space в следующей таблице. Обратите внимание, что это также значение userid в записи таблицы, которое совпадает с последовательностью имеющихся выше записей, автоматически сгенерированных мастером опций проекта. Это может быть не тот случай, когда кучи пользователя определяются через heap_install.

struct heap_table_t heap_table[4] =
{
   { &ldf_heap_space, (int) &ldf_heap_length, 0 },
   { &FSSGeneralHeap_space, (int) &FSSGeneralHeap_length, 1 },
   { &FSSCacheHeap_space, (int) &FSSCacheHeap_length, 2 },
   { 0, 0, 0 }
};

Этот индекс может быть также получен из вызова heap_lookup() для требуемого userid:

GeneralHeap = heap_lookup(1);

Чтобы назначить кучу кэша, используйте:

   { ADI_FSS_CMD_SET_CACHE_HEAP_ID, (void*)CacheHeap },

Эта пара команда-значение может быть добавлена в таблицу конфигурации каждого драйвера и функцию adi_fss_Init(). В последнем случае это используется для назначения индекса кучи для выделения буфера кэша для каждого файла. Подробнее см. раздел "Файловый кэш".

По умолчанию для всех куч кэша является по умолчанию общая куча, и общая куча по умолчанию привязана к системной куче. Это случай, показанный в разделе "FSS: быстрый старт". Имейте в виду, что в то время как совершенно допустимо использовать один и тот же индекс кучи кэша для каждого драйвера (FSD или PID), требуется зарегистрировать индекс кучи с каждым драйвером устройства через его таблицу конфигурации.

[Файловый кэш]

Служба FSS разработана с возможностью при необходимости использовать файловый кэш. Этот кэш, который был выделен из кучи кэша FSS (см. раздел "Динамическое использование памяти"), работает как кэш типа "read-ahead, write-behind", что повышает скорость передачи данных в обоих направлениях. Чтобы достичь самых высоких скоростей, блоки кэша передаются в носитель или из него в фоновом режиме, и его использование таким образом оптимально для тех драйверов физического интерфейса, которые имеют поддержку со стороны периферийного DMA. Решение использовать файловый кэш для файла принимается при открытии файла, когда соответствующий драйвер файловой системы и драйверы физического интерфейса опрашиваются, чтобы определить, может ли поддерживаться файловый кэш. Подробности см. в соответствующей документации на драйверы FSD и PID. Например, драйверы FAT и ATAPI для доступа к жесткому диску платы ADSP-BF548 EZ-KIT Lite поддерживают использование файлового кэша.

Каждый файловый кэш состоит из некоторого количества блоков, у каждого из которых размер равен самой маленькой адресуемой единице блока данных в пределах соответствующей файловой системы. Например, в файловой системе FAT самый малый размер блока равен размеру кластера. Размер кластера зависит от размера и формата (FAT12, FAT16 или FAT32) носителя данных. FSS запрашивает размер блока от соответствующего FSD при открытии файла. Количество блоков кэша для использования по умолчанию 4, но это можно переназначить при инициализации FSS с помощью добавления в таблицу конфигурации команды:

   { ADI_FSS_CMD_SET_NUMBER_CACHE_BLOCKS, (void*)< number-cache-blocks > },

Когда файл открывается, динамически выделяется файловый кэш из кучи кэша FSS; когда файл закрывается, эта память освобождается.

Обратите внимание, что формат по умолчанию для жесткого диска ADSP-BF548 EZ-KIT Lite подразумевает размер кластера - и соответственно каждого блока кэша - равным 16 килобайт.

[Справочник по API-функциям службы FSS]

В этом разделе подробно описаны структуры данных и API-функции FSS.

Чтобы избежать конфликтов с другими библиотеками, предоставленными компанией Analog Devices или другими источниками, служба FSS использует однозначную систему именования для значений перечисления (enum) и операторов определения типа (typedef) с префиксом ADI_FSS_. Соответственно функции и глобальные переменные получают аналогичный префикс в нижнем регистре: adi_fss_.

Каждая функция в API файловой системы возвращает код типа ADI_FSS_RESULT. Как и у других системных служб нулевой код возврата (ADI_FSS_RESULT_SUCCESS) показывает отсутствие ошибки при вызове функции. Любое не нулевое значение показывает определенный тип ошибки, которая произошла при вызове функции. Коды ошибки для FSS уникальны среди других системных служб, и определены в заголовке adi_fss.h, и описаны в разделе "Типы данных и перечисления для API службы FSS". Причину ошибки можно определить, найдя в описание ошибки по её коду.

u32 adi_fss_Init (ADI_FSS_CMD_VALUE_PAIR *pTable);

u32 adi_fss_Terminate (void);

u32 adi_fss_Control (u32 CommandID, void *Value);

u32 adi_fss_RegisterDevice (ADI_FSS_DEVICE_DEF *pDeviceDef, u32 PollForMedia);

u32 adi_fss_DeRegisterDevice (ADI_DEV_DEVICE_HANDLE DeviceHandle);

u32 adi_fss_PollMediaOnDevice (ADI_DEV_DEVICE_HANDLE DeviceHandle);

u32 adi_fss_PollMedia (void);

u32 adi_fss_Stat (ADI_FSS_WCHAR *name,
                  u32 namelen,
                  struct stat *pStat);

u32 adi_fss_UnMountDevice (ADI_DEV_DEVICE_HANDLE DeviceHandle);

u32 adi_fss_FileOpen (ADI_FSS_WCHAR *name,
                      u32 namelen,
                      u32 mode,
                      ADI_FSS_FILE_HANDLE *FileHandle );

u32 adi_fss_FileClose (ADI_FSS_FILE_HANDLE FileHandle);

u32 adi_fss_FileWrite (ADI_FSS_FILE_HANDLE FileHandle,
                       u8 *buf,
                       u32 size,
                       u32 *BytesWritten);

u32 adi_fss_FileRead (ADI_FSS_FILE_HANDLE FileHandle,
                      u8 *buf,
                      u32 size,
                      u32 *BytesRead);

u32 adi_fss_FileSeek (ADI_FSS_FILE_HANDLE FileHandle,
                      s32 Offset,
                      u32 Origin,
                      u32 *tellpos);

u32 adi_fss_FileTell (ADI_FSS_FILE_HANDLE FileHandle, u32 *tellpos);

u32 adi_fss_IsEOF (ADI_FSS_FILE_HANDLE FileHandle);

u32 adi_fss_FileRemove (ADI_FSS_WCHAR *name, u32 namelen);

u32 adi_fss_FileRename (ADI_FSS_WCHAR *old_path,
                        u32 oldlen,
                        ADI_FSS_WCHAR *new_path,
                        u32 newlen);

u32 adi_fss_DirOpen (ADI_FSS_WCHAR *name,
                     u32 namelen,
                     ADI_FSS_DIR_HANDLE *DirHandle);

u32 adi_fss_DirClose (ADI_FSS_DIR_HANDLE DirHandle);

u32 adi_fss_DirRead (ADI_FSS_DIR_HANDLE DirHandle,
                     ADI_FSS_DIR_ENTRY **pDirEntry);

u32 adi_fss_DirSeek (ADI_FSS_DIR_HANDLE DirHandle, u32 Seekpos);

u32 adi_fss_DirTell (ADI_FSS_DIR_HANDLE DirHandle, u32 *tellpos); 

u32 adi_fss_DirRewind (ADI_FSS_DIR_HANDLE DirHandle);

u32 adi_fss_DirChange (ADI_FSS_WCHAR *name, u32 namelen);

u32 adi_fss_GetCurrentDir (ADI_FSS_WCHAR *name, u32 *namelen);

u32 adi_fss_DirCreate (ADI_FSS_WCHAR *name,
                       u32 namelen,
                       u32 mode);

u32 adi_fss_DirRemove (ADI_FSS_WCHAR *name, u32 namelen);

[Типы данных и перечисления для API службы FSS]

В этой секции описаны типы данных, используемые FSS API и перечислении кодов возврата.

typedef char ADI_FSS_WCHAR;

typedef char ADI_FSS_VOLUME_IDENT;

typedef void *ADI_FSS_FILE_HANDLE;

typedef void *ADI_FSS_DIR_HANDLE;

typedef struct
{
   u32 CommandID;
   void *Value;
} ADI_FSS_CMD_VALUE_PAIR;

typedef struct dirent ADI_FSS_DIR_ENTRY;

typedef struct
{
   u32                     DeviceNumber;
   ADI_DEV_PDD_ENTRY_POINT *pEntryPoint;
   ADI_DEV_CMD_VALUE_PAIR  *pConfigTable;
   void                    *pCriticalRegionData;
   ADI_DEV_DIRECTION       Direction;
   ADI_DEV_DEVICE_HANDLE   DeviceHandle;
   ADI_FSS_VOLUME_IDENT    DefaultMountPoint;
} ADI_FSS_DEVICE_DEF;

[Коды возврата]

Каждая из функций FSS API возвратит код, который может быть интерпретирован по описанию из заголовочного файла службы adi_fss.h. Коды возврата сведены в таблицу 12-1.

Таблица 12-1. Коды возврата функций FSS.

[Функции интерфейса стандартного ввода/вывода C]

В этом разделе приведено краткое описание стандартного API ввода/вывода языка C. Путем регистрации FSS совместно с библиотекой ввода/вывода C, как это подробно описано в части 3 руководства "C and C++ Compiler and Linker Manual for Blackfin Processors", и упомянуто в секции "FSS: быстрый старт", вызовы функций из этой секции перенаправляются службе FSS после обработки их библиотекой ввода/вывода. Все функции следуют системе именования POSIX для аргумента и кодов возврата. Подробное описание функций см. в подходящем руководстве по C.

Этот список детализирует большинство доступных функций, но любая функция, определенная в < stdio.h > для доступа к файлу приводит к вызову соответствующему вызову FSS API.

FILE* fopen (const char *name, const char *mode);

int fclose (FILE *stream);

int fwrite (void *buffer, size_t size, size_t num, FILE *stream);

int fread (void *buffer, size_t size, size_t num, FILE *stream);

int fprintf (FILE *stream, const char *fmt, ...);

int fscanf (FILE *stream, const char *fmt, ...);

int fgetc (FILE *stream);

char* fgets (char *buf, int n, FILE *stream);

int fputc (int ci, FILE *stream);

int fputs (const char *s, FILE *stream);

int fseek (FILE *stream, long offset, int origin);

long ftell (FILE *stream);

int feof (FILE *stream);

[Дополнительные функции POSIX, поддерживаемые FSS]

В этом разделе предоставлен обзорный список дополнительных функций POSIX и структур, поддерживаемых службой FSS. Более подробное описание подпрограмм можно найти в Интернет при поиске по имени функции, или в на странице документации "The Single UNIX® Specification, Version 2, System Interface & Headers Reference Pages" [8].

Перечисленные в этом разделе функции не имеют реализации в библиотеке ввода/вывода VisualDSP++ 5.0, кроме rename() и remove(). Эти две функции также имеются в библиотеке ввода/вывода VisualDSP++ 5.0, но их использование ограничено доступом PRIMIO для файловой системы хоста PC.

Для использования всех функций в этой секции Вам нужно подключить к исходному коду приложения заголовочный файл FSS < services/fss/adi_fss.h >. После этого все ссылки обращения к функциям rename и remove в исходном коде приложения будут разрешаться к FSS-вариантам этих функций.

DIR* opendir (const char *dirname);

int closedir (DIR *dirp);

struct dirent* readdir (DIR *dirp);

int readdir_r (DIR *dirp, struct dirent *entry, struct dirent **result);

void rewinddir (DIR *dirp);

void seekdir (DIR *dirp, long loc);

long telldir (DIR *dirp);

int mkdir (const char *path, mode_t mode);

int rmdir (const char *path);

int rename (const char *_oldnm, const char *_newnm);

int remove (const char *_filename);

[Расширяемость]

Служба файловой системы FSS поддерживает прямой и простой подход для вставки дополнительных драйверов или для их замены, чтобы можно было поддерживать разные файловые системы (драйверы FSD) и интерпретировать доступ к носителям данных для нового или существующих физических интерфейсов (драйверы PID).

Новые драйверы устройств для вставки в FSS должны удовлетворять документации разработки FSD или PID, которая поставляется вместе с VisualDSP++ 5.0:

Blackfin\docs\drivers\fsd\Generic_FSD_Design_Document.pdf
Blackfin\docs\drivers\pid\Generic_PID_Design_Document.pdf

В этих документах подробно описан интерфейс драйверов с другими компонентами фреймворка службы FSS.

Когда драйвер создан, он напрямую доступен для использования вместе с FSS. Все, что требуется, это декларировать структуру ADI_FSS_DEVICE_DEF (и сопутствующую конфигурационную таблицу, если это нужно), и зарегистрировать её для FSS командой ADI_FSS_CMD_ADD_DRIVER:

{ ADI_FSS_CMD_ADD_DRIVER, (void*)&< Device-Def-Structure > },

Описание структуры ADI_FSS_DEVICE_DEF см. в разделе "Типы данных и перечисления для API службы FSS".

[Примеры]

Вместе с VisualDSP++ 5.0 поставляются несколько примеров для демонстрации, как конфигурируется FSS, и как её можно использовать. Для упрощения код примеров был намеренно ограничен, поэтому используйте эти примеры с осторожностью для Ваших собственных приложений. Все примеры, описанные в этом разделе, относятся к специфике платы разработчика ADSP-BF548 EZ-KIT Lite. Подобные примеры могут существовать для платы разработки ADSP-BF527 EZ-KIT Lite, но они будут использовать только интерфейс хоста USB для доступа к носителям данных на флешках USB.

Ниже описаны 3 примера. Первый (HardDiskAccess) показывает, как начать работу со службой файловой системы. Второй пример (HardDiskFormat) сложнее, он демонстрирует, как использовать драйверы помимо FSS, чтобы отформатировать жесткий диск, специально для случаев, когда он ранее не форматировался. Последний пример (Shell_Browser) основан на приложении VDK, он демонстрирует использование службы файловой системы с многопоточной среде, когда применяется несколько периферийных устройств.

[Ссылки]

1. VisualDSP++ 5.0 Device Drivers and System Services Manual for Blackfin® Processors site:analog.com.
2. VDK: драйверы устройств и системные службы процессоров Blackfin.
3. VDK: менеджер драйверов устройств.
4. VDK: менеджер DMA.
5. VDK: менеджер прерываний.
6. VDK: менеджер отложенных функций обратного вызова.
7. VisualDSP: работа с динамически выделяемой памятью.
8. System Interface & Headers Issue 5 Reference Pages site:pubs.opengroup.org.
9. Драйвер интерфейса (PID) для службы файловой системы (FSS).
10. Драйвер файловой системы (FSD) для службы файловой системы (FSS).
11. Драйвер FSD для FAT от компании Analog Devices.