使用文件系统 内容 使用文件系统
/ W! d* d; P5 k: Y' c虚拟FS 块设备 9 t6 R z$ }- A, o. h( k
内置块设备
* J$ L% c( l& }- f1 J$ L$ o2 K自定义块设备 ) L% ?5 G/ ?' Z. K' K2 U* c0 ]) _2 p
文件系统
+ F- ~% \ x" c8 u* f0 N; Y$ | L/ `' \& e6 b5 k1 }* [
1 w }+ e8 L+ C, \6 d1 K
0 y9 [& W2 G7 q$ a- ^
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 /。
% g8 N$ I8 S" w- N" r7 L& M% @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)。 1 W3 }' q% H; `% L
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。
# c* x: \# w8 m( pESP32esp32.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 M4 \/ `6 V9 m' b" H5 Y1 C) K
6 c4 a3 ]. [# l! H9 s! \3 B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:
6 F6 \% p8 R8 q7 | - def __init__(self, block_size, num_blocks):
1 N/ w2 A; s3 X+ ^5 _% N* L/ p) ` - self.block_size = block_size: A" V0 i w; L) r P5 w# ^
- self.data = bytearray(block_size * num_blocks)
8 _8 W$ [( w4 T8 ^/ l+ J - 1 p" E- [! g8 e2 I1 o' ~
- def readblocks(self, block_num, buf):5 ]2 @! g+ Y7 |
- for i in range(len(buf)):* g. N5 r* j7 Q8 C& O. K
- buf[i] = self.data[block_num * self.block_size + i]
+ X- q& U! F! q! i& U. {7 [ - ! ~+ ?; t R3 i8 p1 U: M; R* x
- def writeblocks(self, block_num, buf):2 @1 F! {5 u9 y7 _
- for i in range(len(buf)):9 k* o+ L2 X1 Z2 ~8 x# I+ E
- self.data[block_num * self.block_size + i] = buf[i]
8 q$ u. C0 s1 M9 q) f' K - 8 A4 ]1 i) v& T6 z& F
- def ioctl(self, op, arg):9 n: P2 V! s. u7 ~" k) Y
- if op == 4: # get number of blocks! S$ T3 j/ r" ?5 ]0 ~
- return len(self.data) // self.block_size3 S; q* M B7 S0 H' h' @; u; r
- if op == 5: # get block size
% A b' k5 U7 e& W. a( q - return self.block_size
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5 ?7 c3 b2 O% f& P" O* h, Z5 L4 W" @- v" t$ J) n
6 s2 v8 `$ j8 n6 q- A4 y" f
它可以按如下方式使用: - import os2 |- o9 _' u5 p& o1 r& w7 @
+ Q6 l) A) N$ J0 j' N. @- bdev = RAMBlockDev(512, 50)
1 i6 X- a6 o; h' \ - os.VfsFat.mkfs(bdev)$ Z& r; G# r' I3 \ `
- os.mount(bdev, '/ramdisk')
复制代码 + [ X) s* ~* c* a- N' X! [4 v
4 K) Z' }+ {# P2 u% Y
& H& v0 o8 o3 I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:! s- w. u9 `/ n$ E; A9 f
- def __init__(self, block_size, num_blocks):
], j1 a T, A - self.block_size = block_size
* [* |4 Y2 q/ X. t - self.data = bytearray(block_size * num_blocks)' n" B% a2 T4 u& c( H3 I3 B) `
" Y% L ^0 _5 D$ p" A- def readblocks(self, block_num, buf, offset=0):
' Q8 ~# }& t4 E3 o - addr = block_num * self.block_size + offset
6 r/ ]2 L* Z% h9 c5 o% j - for i in range(len(buf)):
0 l% i6 a# f0 S9 L1 x - buf[i] = self.data[addr + i]7 C9 ]2 s( o; R( J, @/ m
- " C, O+ N# r" N: V) K6 @& E9 y4 Y: G
- def writeblocks(self, block_num, buf, offset=None):
' Y# \9 ]2 j/ B - if offset is None:. ?3 l e- T: K7 ?5 ?+ b$ n, P
- # do erase, then write
" h% f% B! D# k) @( t v( R - for i in range(len(buf) // self.block_size):" U! ~) y+ y5 Q s( k
- self.ioctl(6, block_num + i)6 I. l) ^7 Y) P+ {) b5 {8 b3 i; q
- offset = 0/ l; z, o& N# N% s o6 P7 V; h3 ]. l
- addr = block_num * self.block_size + offset% }( b/ Z7 M- @0 g
- for i in range(len(buf)):
' ^ _4 \; h" m0 a: x - self.data[addr + i] = buf[i]# s5 V: ^# u1 N, |' Q! L5 z
- % y' e0 Z4 H4 }6 H5 Q3 w
- def ioctl(self, op, arg):4 K5 n3 |- T; h( L
- if op == 4: # block count1 h/ w: l: t2 ~5 B3 O4 b# ~
- return len(self.data) // self.block_size
B) i! o) {! _) S - if op == 5: # block size
& @$ s T6 ~) T - return self.block_size, ]5 i4 l7 d5 v8 m" ~1 D
- if op == 6: # block erase
) w" k' k/ ~: K0 ], a& z - return 0
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# A: |4 C3 B$ H2 r" |1 N" W1 z2 X7 n% M, x3 E7 B
1 |% ]& f0 G! h由于它支持扩展接口,因此可以用于littlefs: - import os! V7 u; _; o, w0 ^/ Z% p7 [* f
* b' N* a" ^ z, a- bdev = RAMBlockDev(512, 50)
5 i$ w0 i0 d; x9 {% ], j6 ?! G0 k2 P& l - os.VfsLfs2.mkfs(bdev)1 O; @$ |" a* b- e
- os.mount(bdev, '/ramdisk')
复制代码 : [8 X# c) U+ C4 X, u4 l
& q0 ?& p% e, a# [
2 I5 B- W0 z+ w$ p( W( s7 t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:
4 @( K* X) U% a. N/ [& ]' R4 `5 i1 e - f.write('Hello world')
" ]3 Q8 G, d$ E/ w - print(open('/ramdisk/hello.txt').read())
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" ~" s$ e2 E3 ~4 Z0 ~1 q! N4 t7 C! j4 q7 [0 x8 o, t
# w8 x w3 U; O2 T6 c" y w+ G% l4 c( U5 L' T/ s
$ [ }5 C( S! T9 B) ]6 X7 c
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。 ! s4 b9 r# E- B1 T
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
; S4 G# N9 X+ r; [4 G2 v: [5 [ - import os
0 w/ r7 {5 F* j) V3 W; I) R ? - os.umount('/')
% m/ U E( t% y0 F( W. L; ? - os.VfsFat.mkfs(bdev); q6 Z8 `& M0 X* g& s0 N
- os.mount(bdev, '/')* z, N0 [$ s& M! c! E' [
- ' h4 p# L. h; d
- # STM32( ?7 w- r3 L# L+ f: T6 P
- import os, pyb
& i, F, o" a( X2 {. ]. a: s - os.umount('/flash')
7 P; o/ Q# R0 e - os.VfsFat.mkfs(pyb.Flash(start=0))
9 D5 j+ N c+ o* Q - os.mount(pyb.Flash(start=0), '/flash')
* D5 K( X# V8 A% \+ k# L6 }9 u9 S% H - os.chdir('/flash')
复制代码 $ _4 X" z* K0 k Q
6 g; R5 l/ n) o {9 L
: _" Y, i6 ~) e1 k! c( v9 B
( V$ h. l/ X( D
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. & @2 a3 o& T" S7 P7 L- B2 O8 `
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 V5 p% g. p i3 f. e0 Z1 V3 S
- import os3 e8 ]( ?; E+ t: u f
- os.umount('/')
4 Y- y; W; {4 Y$ H7 } - os.VfsLfs2.mkfs(bdev)$ W5 ?+ m. F7 P4 X; {
- os.mount(bdev, '/')& |% K# l( Y' d2 [4 L5 s0 l5 ^' W0 T
- 9 x- l! S) U9 I: b' O; i
- # STM32+ t1 `9 n$ R, @9 H5 Z+ {6 ?! t
- import os, pyb# g5 K8 K H7 X
- os.umount('/flash')$ H9 U) l! f3 R6 ?' H2 n4 W+ h
- os.VfsLfs2.mkfs(pyb.Flash(start=0))
3 H% j2 T: X/ ]" h* J b - os.mount(pyb.Flash(start=0), '/flash')) x8 K' F V0 x; z! G
- os.chdir('/flash')
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+ ?) B; f7 \2 a' X5 b" u% i: ]+ G* M
6 u7 L# m* Q7 n
) G, C& w* g# R1 R
7 \( g% Z: y# 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, pyb
. f' e' s' G4 Y% H. m7 p, X - os.umount('/flash')
9 O) h5 O. G* O6 O) o - p1 = pyb.Flash(start=0, len=256*1024)
7 h5 `: ~. v: c3 } - p2 = pyb.Flash(start=256*1024)
5 C: F- ]" t' V' I/ X+ C( t/ Q - os.VfsFat.mkfs(p1)
, E6 I/ H6 y( Q5 N4 q: I2 t - os.VfsLfs2.mkfs(p2)
' S5 @& K5 d) ` t/ a - os.mount(p1, '/flash')' Y& e, D: H1 @/ n
- os.mount(p2, '/data')7 W! b$ c+ Z, a
- os.chdir('/flash')
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7 n; I; a$ g3 O |" Q: r' f% W5 f0 }8 f- [5 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, pyb/ G3 a( Q) C, D- P4 D
- p2 = pyb.Flash(start=256*1024)8 Y9 W) r K) {) L7 P
- os.mount(p2, '/data')
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; |. T1 F/ i, Q
% j' p& ]& I8 x- j6 h/ Z来 boot.py挂载数据分区。
( d* x( K _" [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, os5 A) `: b5 o/ `1 M2 y6 o
- p = esp32.Partition.find(esp32.Partition.TYPE_DATA, label='foo')
* L$ V; I( i3 C6 w) c! ?& b, B4 z - os.mount(p, '/foo')
复制代码 , P M! q0 o' k9 _6 c7 f( i, u
' [0 Q, Q8 L! Y; X) q/ q! h: }4 J. w4 u! b, n1 ?: ?1 C3 S
3 Q* B/ ]8 v, \# W9 \# X# f, P3 |! @9 S# S7 @
, p& M1 T8 D/ l. k& C7 ^+ ` |