使用文件系统 内容 使用文件系统
* w3 n2 {+ |# S& L, P虚拟FS 块设备
( B/ q4 P* s, u5 l' t内置块设备 1 F9 P3 c& }- I+ d* Z3 V0 i; ]: h
自定义块设备 " j7 f9 O& G! f: Q7 g
文件系统
! X/ X" N3 m+ ]! n) @# H' b- L2 Q3 x" l8 o. d. V7 a
0 J+ {' N) s- ]; v' s! V) V, ]
9 h# g- Y/ `7 i; j, x; |
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 /。 , r6 N" w+ w% R6 i4 B- m* r' K
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)。 " q" P G2 ?/ M3 z9 R0 u/ e2 r
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。 6 t1 z& D3 f* w4 D' D( J
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。
3 |" e3 _7 g& c3 K% ^$ i
3 w! u+ L3 Q; r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:- e0 H- }0 i5 N7 ~, |8 f
- def __init__(self, block_size, num_blocks):
# _' u' ]/ S4 D* } - self.block_size = block_size2 i! L( I1 C0 C
- self.data = bytearray(block_size * num_blocks)/ ~- Q9 Z& `6 B, a. a7 Z+ E: Q
: Y2 _& s1 s3 \; Q4 W8 b- def readblocks(self, block_num, buf):! N+ K% @+ R G0 a( |' G a
- for i in range(len(buf)):: C) J# ?, ^' y8 D& c
- buf[i] = self.data[block_num * self.block_size + i], k# C8 _, a# {9 {9 S
- g2 D# q% l6 H7 s- p5 _. b1 v
- def writeblocks(self, block_num, buf):3 y6 h* o- g7 y1 F d5 `$ I+ M
- for i in range(len(buf)):
7 v6 c2 A7 E+ I% A {, r% s - self.data[block_num * self.block_size + i] = buf[i]
$ l* c0 P# |( L+ X2 g - , |. n/ q/ ~6 j- E
- def ioctl(self, op, arg):
1 @3 A* S" r+ S' ~7 r - if op == 4: # get number of blocks
l6 v( H' g! D- x3 W7 S - return len(self.data) // self.block_size
! B+ u0 K. X7 X; W/ h - if op == 5: # get block size/ A9 h2 b# n* v& N3 O8 }
- return self.block_size
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* e0 H2 I* c. x6 l# \( R: o5 i Z& g8 p5 t: \9 A( V; e
# x C5 }9 K* b它可以按如下方式使用: - import os
7 u U. Z! E4 ^$ F. _ - / Y, ]# y9 x9 E9 L4 H
- bdev = RAMBlockDev(512, 50)1 n( |4 m2 i) T
- os.VfsFat.mkfs(bdev)
9 a/ s6 {& b- w: v- K& g* H5 C; q - os.mount(bdev, '/ramdisk')
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4 L3 D. `1 {) m1 g2 p1 A
+ o* i. a& G( y4 ^8 b
+ _1 `, H d' X+ E& g6 b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:% N! g ]7 n9 N3 O" c3 V
- def __init__(self, block_size, num_blocks):
@2 Y8 r2 w4 m+ _2 W0 q2 \ - self.block_size = block_size
' b- e& Z4 ]2 T - self.data = bytearray(block_size * num_blocks)
$ s, F% \/ A, B1 ], ]0 P
; V$ K4 `( t" O$ z- def readblocks(self, block_num, buf, offset=0):
1 S8 `* x$ ~* S$ I- |$ X7 P0 o5 y - addr = block_num * self.block_size + offset: x6 q, t [. A% y$ n+ I
- for i in range(len(buf)):8 L, ?& ^6 _; F/ }$ I6 T
- buf[i] = self.data[addr + i]7 Z) N6 G" t- z. A: |" y" j" y
# ]% z. D+ X# T- def writeblocks(self, block_num, buf, offset=None):! e! f1 i% G4 z1 v/ k
- if offset is None:. T( N6 {: I2 O4 E" ^6 r
- # do erase, then write9 |* B8 I C( D3 F7 v9 a0 ^( J
- for i in range(len(buf) // self.block_size):: R( B) A6 ?5 \* o+ u) g
- self.ioctl(6, block_num + i)
% v3 }9 O8 C, F/ _$ W$ ^ - offset = 0% f' l, t; S! a# G5 F, Q) C/ k4 u
- addr = block_num * self.block_size + offset6 i3 J0 Z# K4 q: a8 E6 Q
- for i in range(len(buf)):
, l0 M4 P7 c/ N4 A5 ?3 y - self.data[addr + i] = buf[i]
# W0 B$ E# H4 Y+ X2 u4 v9 W6 _7 {; ^ - + [, Y: W) l' l' T- R& W) g/ z7 B
- def ioctl(self, op, arg):
7 T/ i( u" ?9 \% F% m( w: I. w - if op == 4: # block count
6 v5 D+ g1 L5 t9 W - return len(self.data) // self.block_size6 ~2 r4 F( q5 E9 D7 J
- if op == 5: # block size
2 |9 ?/ [ Y% L2 R - return self.block_size
9 ?( [! l1 O1 J2 |! P - if op == 6: # block erase7 M" E5 t* W# A
- return 0
复制代码 ' C j5 W9 x4 I0 {. q
$ v) ?7 q$ M# z* H% o7 g0 u# O5 v/ i7 L7 `+ y5 c2 u4 E
由于它支持扩展接口,因此可以用于littlefs: - import os
: j+ A! \7 s9 l/ } g
6 y, K5 ?2 W: j' b; p- bdev = RAMBlockDev(512, 50)
7 B A) W# h* L% `& y - os.VfsLfs2.mkfs(bdev); b8 ?2 }- ?* h4 g
- os.mount(bdev, '/ramdisk')
复制代码 ! |, d# R' B |. G- c- O
6 x& u) M( B ]" M
. Y& Y3 J8 i# R8 q0 j1 K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:" D6 T; a( | g% o
- f.write('Hello world'); l1 V9 a7 [( T# |
- print(open('/ramdisk/hello.txt').read())
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" x/ z( J- V3 `
6 r5 {' l9 I8 X/ @% g3 M- I' R& I1 h* z; v5 m" P
- K0 P4 _) p2 i1 }+ R+ P9 L' G
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。
$ P& Q1 V: u) B8 j7 C- TFATFAT 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: ^$ f" G0 C( M D* I# m
- import os
# T- g& e. K& A: C" E - os.umount('/')
9 \% T H& e# v, W2 X- i( w4 B# V - os.VfsFat.mkfs(bdev)$ L! X" [) e7 m7 U3 K# n" E
- os.mount(bdev, '/')
) I# i5 v% d3 t0 Y4 o- v" Y - / I+ j& G, [6 ]( ~1 i% i
- # STM32
! z {* j7 {- E" t% y - import os, pyb
, u( O+ m( L$ B) I' b4 S - os.umount('/flash')
; l+ s/ @ m" U. C4 r% U# [" P7 a - os.VfsFat.mkfs(pyb.Flash(start=0))
, X, R. M5 `7 d7 C! X - os.mount(pyb.Flash(start=0), '/flash')# z; j- f2 W `/ e: W
- os.chdir('/flash')
复制代码 # ?, \5 J8 z- C- x% `8 y8 G
" U' l$ S( F( K( g/ D, j
9 d. p9 ?1 ^: R
, }" E* z" h( |/ l7 O: m, rLittlefsLittlefs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.
, V* D- ?. _0 j: X T2 }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 ESP321 h$ u7 J! N$ g& v4 i7 r% Z! L
- import os
3 s. z+ }" R/ [ - os.umount('/')4 c3 A' i4 s8 J! H
- os.VfsLfs2.mkfs(bdev)
v+ ^7 h! L/ e8 t - os.mount(bdev, '/')$ G: C. X5 q" j8 p
- % M& g) ~& h0 j, R$ w1 ^3 `! n6 X
- # STM32
. y5 e4 L+ k \* Y% W* f - import os, pyb
# |5 L! R8 U6 K) G - os.umount('/flash'); D R3 j# P. V @: J
- os.VfsLfs2.mkfs(pyb.Flash(start=0))% `6 @& k4 k. g2 {
- os.mount(pyb.Flash(start=0), '/flash')
+ u! A" h% w8 z, o - os.chdir('/flash')
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; f% W9 Z9 F" a& z- E, @
) t* Q1 e" D' A: S: l8 M
* E i9 r* O) J' d& n$ a! u+ n% O: ^5 [, D5 t( R7 ?
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; a; Z i, _% l
- os.umount('/flash')4 R3 w9 E! ~; D) X2 \6 H
- p1 = pyb.Flash(start=0, len=256*1024) {3 K9 g; F3 H: L% i5 C( p
- p2 = pyb.Flash(start=256*1024)* @/ `, k* T( N! {8 ]9 F: d W
- os.VfsFat.mkfs(p1)6 c1 m5 ]. D. F8 Y& w! J
- os.VfsLfs2.mkfs(p2)
6 n' w0 l" d/ a- r) k$ | - os.mount(p1, '/flash')
+ o7 u7 B5 A# i - os.mount(p2, '/data'). Z S6 D1 ~' S0 p9 k2 c# n( l
- os.chdir('/flash')
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% F I% P2 i* Z( W! f. ^0 d/ t+ i9 P7 E5 o
. N0 A; ]: X8 z5 X! w
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, pyb5 f4 ^0 F- P' V5 y: G5 O x3 |# K* K
- p2 = pyb.Flash(start=256*1024)# l9 `$ H6 p9 n' P# f
- os.mount(p2, '/data')
复制代码 4 l+ e1 b2 B. Y0 h* ?: e, k( @
6 e! _4 y2 V8 G* d, }2 ?" a
' R' T3 ]" ^: u V
来 boot.py挂载数据分区。 - F5 X& l& b: u$ l4 H
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
- [9 m4 }# r' j# R - p = esp32.Partition.find(esp32.Partition.TYPE_DATA, label='foo')
) x' v% u9 r; s# {1 j0 K) l1 | - os.mount(p, '/foo')
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$ X0 [ g% `" @( Y h
% D" k% a; U5 \3 c. Z- c
% Q# J T% G! j0 T$ a# s5 u/ ~
0 K1 b9 R3 L) P3 Z; a3 u
( M& o" m; R& H) P; P
- C9 S% B! t- i" ^$ D& f+ [9 { |