CN100405330C - 一种获取fat文件系统剩余空间的方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及计算机原理领域。本发明提出一种获得磁盘空间信息的方法以及使用这种方法的装置，它定义一个结构体用于记录磁盘空间信息。当需要获取磁盘空间信息时，直接读取这个结构体内的数据即可。采用本发明可以有效、快速的获取磁盘的空间信息，缩短了操作耗时。而且增加磁盘空间信息不会给磁盘带来空间占用上的负担。
Description
技术领域
本发明涉及计算机原理领域，具体涉及在FAT文件系统中获取剩余空间的方法以及使用这种方法的装置。
背景技术
FAT文件系统定义了硬盘上的数据按照其不同的特点和作用分为5部分：MBR区、DBR区、FAT区、DIR区和DATA区。
(1)MBR(主引导记录区)，通常位于整个硬盘的0磁道0柱面1扇区，它包含了硬盘的一系列参数和一段引导程序，它由分区程序(如Fdisk.com)所产生的，并不依赖任何操作系统。
(2)DBR(操作系统引导记录区)，它通常位于硬盘的0磁道1柱面1扇区，是操作系统可以直接访问的第一个扇区。它的主要任务是当MBR将系统控制权交给它时，判断本分区跟目录前两个文件是不是操作系统的引导文件，如果确定存在，就把其读入内存，并把控制权交给该文件。
(3)FAT(文件分配表)位于DBR之后，从0磁道1柱面33扇区开始，占据扇区的多少由磁盘类型和大小而定。文件分配表是用来表示磁盘空间的分配信息。它不表示引导区、文件目录的信息，也不真正存储文件内容。
为了实现文件的链式存储，硬盘上必须准确地记录哪些簇已经被文件占用，还必须为每个已经占用的簇指明存储后继内容的下一个簇的簇号，对一个文件的最后一簇，则要指明本簇无后继簇。这些都是由FAT(文件分配表)来保存的，表中有很多表项(entry)，每项记录一个簇的信息。
(4)DIR根目录区(Directory)，紧接着第二FAT表(即备份的FAT表)之后，记录着根目录下每个文件(目录)的起始单元，文件的属性等。定位文件位置时，操作系统根据DIR中的起始单元，结合FAT表就可以知道文件在硬盘中的具体位置和大小了。
(5)数据区是真正意义上的数据存储的地方，位于DIR区之后，占据硬盘上的绝大部分数据空间
FAT文件系统中，获取磁盘剩余空间是非常重要的一个功能，常规的根本的方法就是遍历整个FAT表，统计全部非零的数据部分，以此获取磁盘剩余空间。显然这种操作方法耗时很大，对于大容量磁盘其劣势比较明显。
根据FAT文件系统的规则，FAT表前会有一定数目的保留区，通常保留区中第一个block(块)存储整个FAT系统相关信息，且格式固定，剩余block就没有用及，当然FAT16和FAT32对这些剩余保留区处理有所不同。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是要克服目前现有技术的缺陷，提出一种获取FAT文件系统剩余空间的方法。
(二)技术方案
本发明提出一种获取FAT文件系统剩余空间的方法，在FAT文件系统中添加一个块作为磁盘空间信息记录区，用于存放磁盘空间信息，当占用或释放磁盘空间时，修改这个记录区中的信息；当需要获取磁盘空间信息时，读取该记录区内的信息。
上述的获取FAT文件系统剩余空间的方法，一种优选的方案是用于记录磁盘空间信息的记录区位于保留区内。
上述的获取FAT文件系统剩余空间的方法，一种优选的方案是记录了磁盘空间信息的记录区定位为一个结构体，该结构体包括以下信息：磁盘总空间、剩余空间、已用空间、损坏空间。
上述的获取FAT文件系统剩余空间的方法，一种优选的方案是当磁盘数据有读写操作时，磁盘空间信息同时被更新，更新的信息包括磁盘剩余空间、已用空间。
本发明还提出一种装置，该装置使用了本发明提出的获取FAT文件系统剩余空间的方法，该装置包括CPU和存储器，存储器内包括一个FAT文件系统，这个文件系统中有一个数据空间用作磁盘空间信息记录区，用于存放磁盘空间信息，当占用或释放磁盘空间时，该记录区内的数据会被更新；当需要获取磁盘空间信息时，读取该记录区内的信息。
上述的装置，一种优选的方案是还包括USB模块，用于将该装置与计算机相连。
上述的装置，一种优选的方案是装置的CPU、存储器之间的通信采用DMA方式进行数据传输。
(三)有益效果
采用本发明的获取磁盘剩余空间的方法及其装置，可以有效、快速的获取磁盘的空间信息，缩短了操作耗时。而且不会给磁盘带来空间占用上的负担，特别适合应用到大容量磁盘或嵌入式系统的开发。
附图说明
图1为采用本发明的FAT文件系统结构示意图；
图2为本发明的实施例的模块图。
其中，1、扬声器；2、MCU系统。
具体实施方式
本发明提出的获取FAT文件系统剩余空间的方法结合附图和实施例说明如下。以下实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由各项权利要求限定。
参照图2，本实施例中，整个FAT文件系统放置在一片音频处理芯片中，这个音频处理芯片包括CPU和存储器部分，其中CPU和存储器之间的数据传输采用现有技术中常用的DMA(直接存储器存取)传输方式。具体在说，在这片音频芯片的存储器中设置了一个FAT文件系统。由于这个FAT文件系统，因此通过它可以完成对外部存储介质的管理，例如通过它读取外部的SD、MMC、NandFlash记忆卡中的数据。这种通过一个文件系统进行对外部存储介质的管理属于现有技术，类似于在通用计算机上通过操作系统完成对USB存储器的管理一样，在此不作赘述。
在这个MCU系统中，采用51C型CPU作为中央处理器，通过DMA方式与存储器之间通信。本装置采用现有技术中常用的音频处理模块，支持midi、mp3、wave多种格式的音乐播放功能，也支持midi+wave、midi+mp3的播放。这些音乐数据会通过音频混音模块，然后输出到EQ(智能)模块、3D模块，然后输出到扬声器。
这个MCU系统中还包括USB模块，这个音频处理芯片可以通过该模块与通用计算机(PC)之间进行数据传输。
对于存储在存储器中的文件系统而言，这个文件系统的结构示意图如图1所示。在制作常规的FAT文件系统时，在保留区添加了一个block(块)作为剩余空间记录区，用于存放磁盘空间信息。对于本实施例，它位于保留区的尾部。这个Block由一个结构体来定义：typdef struct{
long total； //磁盘总空间
long used； //已用空间
long free； //剩余空间
long bad； //损坏空间
}disk_space；
这样，系统就定义一个结构体disk_space，用来存放磁盘空间信息，这些空间信息包括磁盘总空间、磁盘已用空间、剩余空间、损坏空间。当创建文件添加内容时，系统会修改disk_space.used和disk_space.free，也就是说disk_space.used会增加，而disk_space.free会减少；当删除文件时，系统也会同时修改disk_space.used和disk_space.free。这样，这个结构体会同步记录着磁盘内的空间信息，这个结构体的内容会随着磁盘占用的改变而更新。
当系统需要获取磁盘剩余空间信息时，采用本发明提出的技术的FAT文件系统不需要像现有技术一样遍历整个磁盘计算剩余空间，只需要查询这个block内的相关数据即可。用于查询这个block的函数接口描述为：
int get_space(disk_space &space)；
这个函数专门用于读取结构体disk_space中的数据，因此当需要获得磁盘信息时不再需要遍历整个磁盘，可以直接从该结构体中读取数据即可。由于现有技术的FAT文件系统中获取磁盘剩余空间需要遍历整个磁盘，这种技术对于大的磁盘空间或处理速度低的处理器是一种负担。
而采用本发明的获取磁盘剩余空间的方法，可以有效、快速的获取磁盘的空间信息，不需要采用现有技术遍历整个磁盘的操作，不但缩短了操作耗时，而且由于减少了遍历磁盘的操作，因此可以延长磁盘寿命。另一方面，由于这些磁盘空间信息存储在保留区的末尾，而FAT文件系统对文件的存放有严格的规定，保留区的末尾部分通常不占有数据，因此，增加这部分数据区域不会给磁盘带来空间占用上的负担。这样的做法，特别适合于小型系统特别是嵌入式系统的开发。
这种采用了本发明提出的获取FAT文件系统剩余空间方法的FAT文件系统，本领域的技术人员都可以把它应用到其他场合中，例如应用到通用计算机或其他嵌入式开发中。本实施例仅用于支持本发明，本发明的保护范围应该由权利要求书限定。
Claims (6)
1.一种获取FAT文件系统剩余空间的方法，其特征在于在FAT文件系统中添加一个块作为磁盘空间信息记录区，用于存放磁盘空间信息，当占用或释放磁盘空间时，修改这个记录区中的信息；当需要获取磁盘空间信息时，读取该记录区内的信息；所述的用于记录磁盘空间信息的记录区位于保留区内。
2.如权利要求1所述的获取FAT文件系统剩余空间的方法，其特征在于所述的记录了磁盘空间信息的记录区定位为一个结构体，该结构体包括以下信息：磁盘总空间、剩余空间、已用空间、损坏空间。
3.如权利要求1所述的获取FAT文件系统剩余空间的方法，其特征在于当磁盘数据有读写操作时，磁盘空间信息同时被更新，更新的信息包括磁盘剩余空间、已用空间。
4.一种使用如权利要求1所述的方法的装置，包括CPU和存储器，其特征在于存储器内包括一个FAT文件系统，这个文件系统中有一个数据空间用作磁盘空间信息记录区，用于存放磁盘空间信息，所述的用于记录磁盘空间信息的记录区位于保留区内，当占用或释放磁盘空间时，该记录区内的数据会被更新；当需要获取磁盘空间信息时，读取该记录区内的信息。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于还包括USB模块，用于将该装置与计算机相连。
6.如权利要求4所述的装置，其特征在于装置的CPU、存储器之间的通信采用DMA方式进行数据传输。
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