闪电 发表于 2022-1-20 10:06:07

使用文件系统

使用文件系统内容
[*]使用文件系统

[*]虚拟FS
[*]块设备

[*]内置块设备

[*]STM32 / Pyboard
[*]ESP8266
[*]ESP32
[*]自定义块设备
[*]文件系统

[*]FAT
[*]Littlefs
[*]混合 (STM32)
[*]混合动力(ESP32)



本教程介绍 MicroPython 如何提供设备上的文件系统,允许将标准 Python 文件 I/O 方法与持久存储一起使用。MicroPython 会自动创建默认配置并自动检测主文件系统,因此如果您想修改分区、文件系统类型或使用自定义块设备,本教程将非常有用。文件系统通常由设备上的内部闪存支持,但也可以使用外部闪存、RAM 或自定义块设备。在某些端口(例如 STM32)上,文件系统也可以通过 USB MSC 连接到主机 PC。pyboard.py 工具还为主机 PC 提供了一种访问所有端口上的文件系统的方法。注意:这主要用于 STM32 和 ESP32 等裸机端口。在带有操作系统的端口(例如 Unix 端口)上,文件系统由主机操作系统提供。虚拟FSMicroPython 实现了一个类 Unix 虚拟文件系统 (VFS) 层。所有挂载的文件系统都组合成一个单一的虚拟文件系统,从 root 开始 /。文件系统被挂载到这个结构的目录中,并且在启动时工作目录被更改为主文件系统被挂载的位置。在 STM32/Pyboard 上,内部闪存安装在 /flash,可选的 SDCard安装在/sd。在 ESP8266/ESP32 上,主文件系统挂载在 /。
块设备块设备是实现 uos.AbstractBlockDev协议的类的实例 。内置块设备端口提供内置块设备来访问它们的主闪存。开机时,MicroPython 将尝试检测默认闪存上的文件系统并自动配置和挂载它。如果没有找到文件系统,MicroPython 将尝试创建一个跨越整个闪存的 FAT 文件系统。端口还可以提供一种机制来“恢复出厂设置”主闪存,通常是通过在开机时按下按钮的某种组合。STM32 / Pyboard该pyb.Flash类,可以访问内部闪存。在一些具有较大外部闪存的板上(例如 Pyboard D),它将使用它来代替。该 startkwarg应始终指定,即 pyb.Flash(start=0)。注意:为了向后兼容,当构造没有参数时(即 pyb.Flash()),它只实现简单的块接口并反映呈现给 USB MSC 的虚拟设备(即它在开始时包含一个虚拟分区表)。
ESP8266内部闪存作为块设备对象公开,该对象 flashbdev 在启动时在模块中创建 。默认情况下,此对象作为全局变量添加,因此通常可以简单地作为bdev. 这实现了扩展接口。
ESP32esp32.Partition类用于实现为板限定分区的块设备。与 ESP8266 一样,有一个全局变量 bdev指向默认分区。这实现了扩展接口。

自定义块设备以下类实现了一个简单的块设备,该设备使用以下命令将其数据存储在 RAM 中 bytearray:class RAMBlockDev:
    def __init__(self, block_size, num_blocks):
      self.block_size = block_size
      self.data = bytearray(block_size * num_blocks)

    def readblocks(self, block_num, buf):
      for i in range(len(buf)):
            buf = self.data

    def writeblocks(self, block_num, buf):
      for i in range(len(buf)):
            self.data = buf

    def ioctl(self, op, arg):
      if op == 4: # get number of blocks
            return len(self.data) // self.block_size
      if op == 5: # get block size
            return self.block_size


它可以按如下方式使用:import os

bdev = RAMBlockDev(512, 50)
os.VfsFat.mkfs(bdev)
os.mount(bdev, '/ramdisk')


支持简单接口和扩展接口(即 uos.AbstractBlockDev.readblocks() 和 uos.AbstractBlockDev.writeblocks() 方法的签名和行为)的块设备的示例 是:class RAMBlockDev:
    def __init__(self, block_size, num_blocks):
      self.block_size = block_size
      self.data = bytearray(block_size * num_blocks)

    def readblocks(self, block_num, buf, offset=0):
      addr = block_num * self.block_size + offset
      for i in range(len(buf)):
            buf = self.data

    def writeblocks(self, block_num, buf, offset=None):
      if offset is None:
            # do erase, then write
            for i in range(len(buf) // self.block_size):
                self.ioctl(6, block_num + i)
            offset = 0
      addr = block_num * self.block_size + offset
      for i in range(len(buf)):
            self.data = buf

    def ioctl(self, op, arg):
      if op == 4: # block count
            return len(self.data) // self.block_size
      if op == 5: # block size
            return self.block_size
      if op == 6: # block erase
            return 0


由于它支持扩展接口,因此可以用于littlefs:import os

bdev = RAMBlockDev(512, 50)
os.VfsLfs2.mkfs(bdev)
os.mount(bdev, '/ramdisk')


一旦挂载,文件系统(无论其类型如何)就可以像通常在 Python 代码中使用的那样使用,例如:with open('/ramdisk/hello.txt', 'w') as f:
    f.write('Hello world')
print(open('/ramdisk/hello.txt').read())




文件系统MicroPython 端口可以提供 FAT、 和 的实现。 littlefs v1 and littlefs v2.下表显示了固件中默认包含给定端口/板组合的文件系统,但可以在自定义固件构建中选择启用它们。
FATFAT 文件系统的主要优点是它可以通过支持的板(例如 STM32)上的 USB MSC 访问,而主机 PC 上不需要任何额外的驱动程序。但是,FAT 不能容忍写入期间的电源故障,这可能会导致文件系统损坏。对于不需要 USB MSC 的应用,建议使用 littlefs 代替。要使用 FAT 格式化整个闪存:# ESP8266 and ESP32
import os
os.umount('/')
os.VfsFat.mkfs(bdev)
os.mount(bdev, '/')

# STM32
import os, pyb
os.umount('/flash')
os.VfsFat.mkfs(pyb.Flash(start=0))
os.mount(pyb.Flash(start=0), '/flash')
os.chdir('/flash')



LittlefsLittlefs是专为基于闪存的设备设计的文件系统,对文件系统损坏具有更强的抵抗力。笔记有报告称 littlefs v1 和 v2 在某些情况下会失败,有关详细信息,请参阅littlefs issue 347 和 littlefs issue 295.
注意:它仍然可以使用 littlefs FUSE 驱动程序通过 USB MSC 访问。请注意,您必须使用该-b=4096 选项来覆盖块大小。使用 littlefs v2 格式化整个闪存:# ESP8266 and ESP32
import os
os.umount('/')
os.VfsLfs2.mkfs(bdev)
os.mount(bdev, '/')

# STM32
import os, pyb
os.umount('/flash')
os.VfsLfs2.mkfs(pyb.Flash(start=0))
os.mount(pyb.Flash(start=0), '/flash')
os.chdir('/flash')



混合 (STM32)通过使用 start 和 len kwargs to pyb.Flash,您可以创建跨越闪存设备子集的块设备。例如,将第一个 256kiB 配置为 FAT(并通过 USB MSC 可用),其余配置为 littlefs:import os, pyb
os.umount('/flash')
p1 = pyb.Flash(start=0, len=256*1024)
p2 = pyb.Flash(start=256*1024)
os.VfsFat.mkfs(p1)
os.VfsLfs2.mkfs(p2)
os.mount(p1, '/flash')
os.mount(p2, '/data')
os.chdir('/flash')


这可能有助于使您的 Python 文件、配置和其他很少修改的内容通过 USB MSC 可用,但允许频繁更改的应用程序数据驻留在 littlefs 上,从而具有更好的电源故障恢复能力等。偏移处的分区 0 将自动挂载(并自动检测文件系统类型),但您可以添加:import os, pyb
p2 = pyb.Flash(start=256*1024)
os.mount(p2, '/data')


来 boot.py挂载数据分区。
混合动力(ESP32)在 ESP32 上,如果您构建自定义固件,您可以修改 partitions.csv以定义任意分区布局。启动时,名为“vfs”的分区将被/默认挂载,但任何额外的分区都可以boot.py 使用:import esp32, os
p = esp32.Partition.find(esp32.Partition.TYPE_DATA, label='foo')
os.mount(p, '/foo')





cvjklkj 发表于 2024-11-25 10:14:39

:lol:$:loveliness:

cvjklkj 发表于 2024-11-25 10:16:31

:):D:victory:
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