STM32 Hal库SDIO在FATFS使用下的函数调用关系

本文并不将FATFS的相关接口操作，而是将HAL在使用FATFS通过SDIO外设管理SD卡时，内部函数的调用逻辑，有助于当我们使用CUBEMX生成FATFS读取SD卡的代码时无法运行时Debug。本文也会说明一些可能出现的bug用于参考。

主要对象和变量的说明

接口文件 sd_diskio.c

• 文件sd_diskio.c 是CUBEMX自动生成的FATFS操作SD卡的接口函数文件，如果没有CubeMX生成的话，一般这个文件是需要我们自己写的。
• 这个文件中有一个全局变量 SD_driver 这个全局变量是底层操作接口的函数集合，Diskio_drvTypeDef 类型。包含的操作函数接口有 SD_initialize 、 SD_states、 SD_reead、 SD_write、 SD_read、 SD_ioctl 。
• 上面提到的接口函数都调用了BSP_ 开头的函数，这是CubeMX生成的底层直接操作SDIO的函数。

驱动器数组

• 驱动器类型是 Disk_drvTypeDef 在 ff_gen_drv.c 文件中有这个类的一个全局变量 disk。

• typedef struct
  { 
    uint8_t                 is_initialized[_VOLUMES];
    Diskio_drvTypeDef       *drv[_VOLUMES];
    uint8_t                 lun[_VOLUMES];
    __IO uint8_t            nbr;
  
  }Disk_drvTypeDef;
  

• 这个驱动集合中用多个数组来存放各个驱动器操作函数接口集合drv和对应的卷号lun。而在CubeMX中生成的MX_FATFS_Init 中就将 SD_Driver 这个SD卡的接口函数集合变量和卷号0绑定在一起。

函数调用关系图

上面的关系图很清楚的说明各个函数间的调用关系。有些需要注意的地方在下面说明：

• MX_SDIO_SD_Init 只是对 hsd 这个结构体的部分成员作初始化，真正初始化SDIO的动作不在这儿。

  • 而且这里赋值的hsd.Init.BusWide 只是中间阶段测试读取一个块大小时参数，并不是最终的参数。所以，这里，这个参数一定要求是SDIO_BUS_WIDE_1B 。
  • 如果我们硬件最终设计的是1B/4B/8B的卡的话，直接在CubeMX设置就可以，它会在BSP_SD_init 最后使用HAL_SD_ConfigWideBusOperation设置对应运行的SDIO的数据位宽。
  • 这里赋值的hsd.Init.ClockDiv 是 最终运行时SDIO的运行速率。

• 真正对SDIO进行初始化的地方是f_mount 函数调用时，通过数组索引到SD卡驱动接口函数集合 SD_Driver 再调用其中的 SD_initialize 实现SDIO底层硬件的初始化。

  所以需要注意，如果我们有任何对SD卡直接的操作，需要放在 f_mount 之后，因为在f_mount 之前，SDIO外设根本还没有开始初始化。

• 由于SD卡在初始化的时候一开始需要以1B位宽低速进行读取和设置，所以 BSP_SD_Init 中使用了三次SDIO外设的初始化SDIO_Init，具体看上面的关系图即可。