[!NOTE]
本系列文章已進行全域去敏與匿名化處理，專案代號統一為 DataGateway，內網 IP 統一為 10.0.0.x。

在前面的章節中，我們已經成功利用 ConfigFS 騙過了 Windows 電腦，讓它以為插上來的是一顆「隨身碟」(Mass Storage Device)。
但在 Windows 端看到隨身碟跳出來，並不代表你可以存取資料。如果沒有提供儲存空間，Windows 會殘酷地跳出：「請插入磁片」或「磁碟未格式化」。

我們需要餵給這顆「隨身碟」一個實際存在的儲存空間。但問題來了，Raspberry Pi 只有一張 SD 卡（檔案系統是 ext4），我們總不能把整張作業系統的 SD 卡直接掛給 Windows 讀取吧？Windows 原生根本不認識 ext4！

因此，我們需要第三階段的核心技術：虛擬磁碟 (Virtual Disk Image)。

問題情境：Windows 只懂 FAT32 / exFAT

在醫療邊緣設備的場景中，護理師或醫生會把 DataGateway 從感測器端拔下來，然後插上護理站的 Windows 電腦來讀取裡面的 CSV 報表。

為了確保相容性，這個 USB 空間必須是 Windows 原生支援的格式，最通用的選擇就是 FAT32。

我們的策略是：在 Raspberry Pi 的 ext4 檔案系統內，建立一個巨大的「檔案」，然後把這個「檔案」當作一塊空白硬碟，將它格式化成 FAT32，最後把這塊「檔案」餵給 USB Gadget 的 LUN (Logical Unit Number)。

這聽起來很像虛擬機 (VM) 的虛擬硬碟檔 (.vdi 或 .vmdk) 對吧？沒錯，概念完全一樣！

步驟一：用 dd 指令無中生有

Linux 有一個古老且威力強大的工具叫做 dd (Data Duplicator，也有人戲稱它叫 Disk Destroyer)。它可以用來位元對位元地複製資料。

我們要用它從 /dev/zero (這是一個會無限吐出 0x00 的特殊設備) 抓取資料，寫入到我們指定的路徑，藉此「撐」出一個指定大小的實體檔案。

# 在 /opt/gateway 目錄下，建立一個名為 usb_disk.img 的檔案
# bs=1M (每次寫入 1MB)
# count=256 (寫入 256 次)
# 最終會產生一個 256MB 的空白檔案
sudo dd if=/dev/zero of=/opt/gateway/usb_disk.img bs=1M count=256

執行完畢後，用 ls -lh 觀察，你會看到一個扎扎實實佔用 256MB 空間的 usb_disk.img。
這就是我們的「實體硬碟」了，只是它現在裡面全是 0x00，什麼格式都沒有。

步驟二：用 mkdosfs 格式化為 FAT32

接下來，我們要對這顆剛出廠的「空白硬碟」進行格式化。
因為 Windows 認得 FAT32，所以我們需要安裝 dosfstools：

sudo apt-get update
sudo apt-get install dosfstools -y

接著，使用 mkdosfs (或是 mkfs.vfat) 直接對這個 .img 檔案進行格式化。

[!WARNING]
通常格式化指令是針對 /dev/sda1 這種磁區 (Partition)，但 Linux 強大的地方就在於，它允許你直接對一般檔案進行格式化！

# -F 32 : 指定格式為 FAT32
# -I    : 強制對整個裝置 (不分區) 進行格式化
# -n    : 設定磁碟區標籤 (Volume Label) 為 DATADOCK
sudo mkdosfs -F 32 -I -n "DATADOCK" /opt/gateway/usb_disk.img

執行完畢後，這顆 usb_disk.img 已經不是一個普通的檔案了，它內部現在擁有完整的 FAT32 檔案分配表 (File Allocation Table) 結構！

步驟三：餵給 USB ConfigFS

回到我們 Day 10 寫的 ConfigFS 腳本。在 Mass Storage 的 LUN 設定中，我們要把剛剛做好的 usb_disk.img 綁定進去：

# 假設你已經建立好 mass_storage.0
cd /sys/kernel/config/usb_gadget/gateway_gadget/functions/mass_storage.0

# 將 img 檔案的路徑寫入 LUN 0 的 file 屬性中
echo "/opt/gateway/usb_disk.img" > lun.0/file

# 確保它是不可移除的唯讀/讀寫隨身碟 (視你的設計而定)
echo 0 > lun.0/removable
echo 0 > lun.0/cdrom

只要確保這一切都在 Day 13 提到的 echo UDC_NAME > UDC (點火) 之前完成即可。

小結與伏筆

現在，如果你把 Raspberry Pi 透過 Type-C 連接線插上 Windows 電腦，Windows 就會發出清脆的「登愣」聲，並且彈出一個名為 DATADOCK 的 256MB 隨身碟！

這感覺非常神奇，我們用純軟體的方式，在樹莓派裡憑空捏出了一個隨身碟給 PC 讀取。

但是，危機也在此刻埋下。
如果 Windows 正在讀取這顆 FAT32 磁碟，那 Raspberry Pi 內部的 Python 程式該怎麼把 Edge Sensor 的最新感測資料寫進這個 FAT32 空間裡呢？

我們總不能讓 Pi 和 Windows 同時對同一個 FAT32 結構進行寫入吧？
這就是邊緣儲存設備最令人聞風喪膽的 雙腦分裂 (Split-Brain) 問題。

為了解決這個問題，明天我們必須先學習 Linux 黑魔法中的黑魔法：Loop Device (losetup)。