使用文件系统 内容 使用文件系统
: B/ ]0 G: U2 h: m$ U2 f" S0 N虚拟FS 块设备
* V0 e3 }, `% I$ t4 X文件系统
# i' A3 s6 \4 s$ T; B4 A1 }+ d# i( ^! w! [: X6 ?" s
$ `7 x) X, q# a. P) J& L2 `
6 a2 f5 p' G+ [* P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 /。 0 I+ E' J' d9 X0 J1 m$ F k' X
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)。 5 Q @# v; M9 |) C1 @! Q% ^
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。
5 y: |! ^& C+ S& R# p! T8 SESP32esp32.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。 9 `/ L$ C8 e- u1 G2 m4 `& `' W. B
' C: M0 j" M( o. D2 G# o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:
! ~0 a K9 c) }+ P0 d1 N' X - def __init__(self, block_size, num_blocks):% {( j. @( y1 P8 o$ B6 i- L) L
- self.block_size = block_size- }! D( ]& M/ z* J
- self.data = bytearray(block_size * num_blocks)" L; ?" m. z9 N! h( R( Y7 t
- " X0 B9 o2 N3 n
- def readblocks(self, block_num, buf):# b" T6 ^& G; S( _
- for i in range(len(buf)):
8 i. V) {) n0 `5 P# \8 D; r3 Q/ i! j - buf[i] = self.data[block_num * self.block_size + i]
& W& t4 d- I2 K3 B* R% v7 V$ s$ J - , b* a/ ^) f& |
- def writeblocks(self, block_num, buf):
; u. ^# m7 o9 C" \7 o - for i in range(len(buf)):; y5 i6 r7 M2 ^. ]7 Q# N
- self.data[block_num * self.block_size + i] = buf[i]
8 k" `" N0 u6 p3 B4 v- ^
- m) E$ q) f; M! o9 ?- def ioctl(self, op, arg):. }% g7 n* K9 S( }
- if op == 4: # get number of blocks7 \7 v+ X1 z, e# `' u
- return len(self.data) // self.block_size
/ x4 g0 x4 F/ {; p5 _! C - if op == 5: # get block size. F8 `# \+ x: s5 K6 r
- return self.block_size
复制代码
S( D$ j# m9 j$ s& o" Y, v; \4 T) w, F
4 @$ g% Y+ ~- M4 O. J它可以按如下方式使用: - import os! M8 k5 u" C9 M9 r; }5 p
! A& x5 c( C+ N a5 v1 R- bdev = RAMBlockDev(512, 50)+ E" S( T$ ~. J3 \( n f
- os.VfsFat.mkfs(bdev)
8 u6 I4 v- \* ~: c; `; ? - os.mount(bdev, '/ramdisk')
复制代码
3 x4 G5 r" i3 W+ w
0 Y& L( a; e: Q/ w' N6 o, L! ]6 @: Z
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:' C& `% O4 W( t/ i) z e6 w2 B7 z
- def __init__(self, block_size, num_blocks):
. P5 L% M% _( ~; j - self.block_size = block_size( l* ]) v( V4 j' v0 g& h9 `
- self.data = bytearray(block_size * num_blocks)9 N! l3 \! T. a( N. o9 |
: o. }2 z9 W V" M- def readblocks(self, block_num, buf, offset=0):
Y4 n3 Z# ~. F1 W b4 }# u - addr = block_num * self.block_size + offset! P) ?) o3 j/ b, G1 s+ J
- for i in range(len(buf)):
3 |2 p! q# z' P, Z0 k - buf[i] = self.data[addr + i]( C" X" v4 N% c) j* w W
+ o5 ]% S3 C4 [& w# I- def writeblocks(self, block_num, buf, offset=None):! _! T9 @0 }/ I
- if offset is None:
2 K9 Z3 O/ P$ z* a! A" A' s - # do erase, then write% b3 |) x4 w& N2 R# E {6 _9 A
- for i in range(len(buf) // self.block_size):# Z. U/ Z4 k! l; j/ B
- self.ioctl(6, block_num + i). c) A6 E( J8 a/ t8 _4 Y$ T) S
- offset = 0" a0 k0 \; m3 [& X* E" o* B
- addr = block_num * self.block_size + offset
' g+ O5 ?$ m' I+ Z- h$ h; d% y - for i in range(len(buf)):
$ p" q, C/ U1 B4 B8 h* E - self.data[addr + i] = buf[i], D! s0 O4 M* a! q- n8 E
- 8 b# p' u7 f! |& b; I. L1 n/ H' H
- def ioctl(self, op, arg):0 n# n; ?& L' S' @' c+ e2 p5 ?) Z
- if op == 4: # block count
6 P3 _6 R1 A: W) F) R0 ]) W2 k - return len(self.data) // self.block_size
1 E* j0 q, D* p/ @ - if op == 5: # block size1 ^; ?) x) T& i$ K1 ^- k0 k
- return self.block_size
' `& ^! ]% w& S5 `) a - if op == 6: # block erase
6 ^& y5 \7 G6 L( B C - return 0
复制代码
- S }) s: J. F0 l& C" R/ \9 J F5 l3 j1 G0 {
* \' O0 T5 Y) Y$ ?+ X; `
由于它支持扩展接口,因此可以用于littlefs: - import os
. g ?8 J O9 |" _- b
/ _; k: j3 e: r5 c( `; d- bdev = RAMBlockDev(512, 50)# M8 O& ]9 }4 M. e M3 T
- os.VfsLfs2.mkfs(bdev)
2 B2 s3 a" |0 c$ R3 }- o. D9 D - os.mount(bdev, '/ramdisk')
复制代码
2 w. ^8 l* l. ~1 j, O5 X! m
+ r7 D. O; `2 I! H5 [- v5 ]4 W2 Y8 [9 p) Z2 R4 b0 F7 v. p8 f
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:
, u4 o" X/ {7 K+ E7 n% V - f.write('Hello world')
) C8 P; k/ M0 w) z) U( W: d( ~ - print(open('/ramdisk/hello.txt').read())
复制代码 4 a0 k$ d& R! X& [* |) U! x
/ n7 `. f; E+ V: \2 |+ J* W
( O* O+ V/ l- {! Y6 ~$ @1 T
$ X# Q: J, n0 A, P( x) ~9 B* J3 n7 k2 Y c/ V2 m9 z
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。 5 o$ I& d; R' O+ D' H4 D4 j
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
5 \5 |- Z r8 U1 R5 K1 e5 j- ] - import os# d6 n. W: v4 ~8 s. [% {( B$ e# V
- os.umount('/')2 \/ i* J l2 H
- os.VfsFat.mkfs(bdev) d3 i+ j; s! m5 N
- os.mount(bdev, '/')3 G4 G0 k j/ G6 f
1 s E4 x, A7 e; ~- # STM32
- e$ ^. z+ s6 G - import os, pyb
( } [, H( p6 Q: [, c* n& B8 N - os.umount('/flash')2 L" U& M0 i; @0 ~
- os.VfsFat.mkfs(pyb.Flash(start=0))1 u% d9 r% U: a; c1 S# E& ^2 z8 [) J
- os.mount(pyb.Flash(start=0), '/flash')7 l- d. w8 z/ M9 |
- os.chdir('/flash')
复制代码 + y$ t% Y4 c* }) \" c
/ `8 x; f- ?) N$ y& y+ x
( K$ V/ [4 C4 P6 ]* L- q# \/ l O
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.
1 [( F! ~( l% g3 p' E" k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' T9 D) n' K" g
- import os% l* _+ e+ Z, {1 j) N
- os.umount('/')3 O& a7 ^7 I+ q9 k& C0 _! N, f3 R3 p
- os.VfsLfs2.mkfs(bdev)# d& y: Z' q- {* _* {* g1 D
- os.mount(bdev, '/')
- v% _4 L8 V! [% C' g( J) c% u S - ) X6 K, C! j/ N4 @; x
- # STM32
$ f, J S% O! x$ S) k - import os, pyb8 I' @9 v# t, i m) {
- os.umount('/flash')
8 q3 d/ M, u( Y/ u& T B2 G& p - os.VfsLfs2.mkfs(pyb.Flash(start=0))
0 i' X( _5 V9 l - os.mount(pyb.Flash(start=0), '/flash'); K7 |1 O9 }( V' F4 `
- os.chdir('/flash')
复制代码 1 ~! t" y/ W4 L. E, J
4 q+ i) u8 w& f3 y* E- K* H
9 X3 H |# g( P! B# w2 @8 h% y9 b5 f' X/ X* @0 m* m8 @( T
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, pyb1 g9 t4 G- g6 ^& T
- os.umount('/flash')
5 h R$ L6 T2 C. _ - p1 = pyb.Flash(start=0, len=256*1024)( {* o0 ~0 _4 n4 I+ t
- p2 = pyb.Flash(start=256*1024): V% t. l1 j% V B9 ?' d( M
- os.VfsFat.mkfs(p1)
3 M$ W/ W- T' P+ K9 _9 {0 W% v* O - os.VfsLfs2.mkfs(p2)
2 Y& `- [" x: C. M* z - os.mount(p1, '/flash')5 F4 V' e0 O; {7 l
- os.mount(p2, '/data')) ?3 D* \' K8 A4 H
- os.chdir('/flash')
复制代码 7 J8 x$ g j) J1 N9 g9 _/ f3 L: @
' a4 P; i) B% q3 w. z
# }' ^8 {4 a, e/ M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
9 z- s: @: ~3 H) n# |' }. h - p2 = pyb.Flash(start=256*1024)
7 T, |, w' v( U) ]$ l5 W8 } - os.mount(p2, '/data')
复制代码 6 l2 M& D! ~1 k9 Q
) b2 S+ Z) F% b- S Z* L+ ^& i1 K1 I* S8 R
来 boot.py挂载数据分区。
* c3 Q% n3 q* H( p+ C9 r/ f% V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
3 T" k" H0 @0 E$ J8 _" f( z - p = esp32.Partition.find(esp32.Partition.TYPE_DATA, label='foo')
" H/ j7 F$ i# f+ E7 w - os.mount(p, '/foo')
复制代码 + h# P9 }" U2 z6 N+ F
+ n G1 j7 J6 [
1 q+ l# T' G" \# b: h# x" b4 X" _1 V/ w4 j7 ~7 N V
. g2 i) @3 T- ~* D7 F0 h# |6 l# k4 i( U
6 W& n. B! i- i1 X" @# }% G7 [ |