使用文件系统 内容 使用文件系统
" V; G% I N& P4 y- D! X- H虚拟FS 块设备
3 c& O$ S# e( s, u内置块设备 9 S9 B8 h6 H8 ?2 R2 _
自定义块设备 : T2 e/ w" ~" H; D- a( V
文件系统 ( k% u2 H; t+ S2 H: f$ c
2 _* U5 x8 G w3 o B) W; P& E7 C" z
, W) `4 \" @/ Z: C
+ @$ }2 p/ f; j( g# r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 /。
4 }- o: U& F6 c, ^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)。 _. i& R% B9 [! i
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。
. j( W. ?: i7 n& hESP32esp32.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。
; N4 n9 l6 W2 E
& ?& P0 u$ |& g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 b. o) {" q, N2 P+ d - def __init__(self, block_size, num_blocks):
' z* Q/ o7 b7 i4 e) B& H6 C - self.block_size = block_size4 h# X$ O( r# C+ K
- self.data = bytearray(block_size * num_blocks)( F- ^3 L3 `3 Q( R J
- , C7 b8 L* ]5 S9 T' ^& U
- def readblocks(self, block_num, buf):, q3 x! o3 [& V6 ?
- for i in range(len(buf)):$ F, W5 [( d! k0 z
- buf[i] = self.data[block_num * self.block_size + i]3 r4 T& c+ M6 n! Z' w; z7 f
, h, z/ [0 ~/ ?. V+ I% \! W- def writeblocks(self, block_num, buf):, v1 w7 V+ g& Y' y4 C' f, ?; @0 }
- for i in range(len(buf)):( g) m6 N7 \ G( C# j7 j. Q
- self.data[block_num * self.block_size + i] = buf[i]
) q# N- G, x Z: }0 B2 T& C& E
5 c8 e1 ?0 ^- {; K- def ioctl(self, op, arg):
0 V9 p2 A1 a* m, R7 {, F% f$ E- f - if op == 4: # get number of blocks
5 t# c( r/ }% v5 B0 t - return len(self.data) // self.block_size
1 A' d, B) }( M( r2 p* Q - if op == 5: # get block size
( {( j3 ?: T5 c( B( f - return self.block_size
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- M, T4 B7 j; U6 k4 l1 I
3 R1 u8 z' `* H; Y
- a4 [/ X( G; F& K% V它可以按如下方式使用: - import os* H: E4 T/ v. {' o5 m- I
0 m: Z* ~, \1 I6 D; L3 Y8 D- bdev = RAMBlockDev(512, 50)
5 b, a; M0 |( D5 Q - os.VfsFat.mkfs(bdev)
) j5 t1 Y8 }- e; K3 @0 y1 P+ I% n - os.mount(bdev, '/ramdisk')
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! f4 C5 k# F3 O# A4 d
- u5 |4 f% S$ M+ u5 h8 P& E0 p& P# |1 q" M" Q7 E
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:
) G' [, {$ J. b# I _ - def __init__(self, block_size, num_blocks):
+ R% g, \2 V7 C/ ~) Z" F - self.block_size = block_size
: _$ i {/ D: b% n# v( ~2 {+ n2 q" [7 T - self.data = bytearray(block_size * num_blocks)9 T8 g3 g& V7 K4 v+ `1 }
- ( v; E; D9 X+ M; l
- def readblocks(self, block_num, buf, offset=0):
X5 w" o2 Y- c! v! k; ?: O - addr = block_num * self.block_size + offset. L% @0 Z7 O. F- \0 M+ i
- for i in range(len(buf)):
J4 r9 \, O2 L g# ?# k5 e+ j" P - buf[i] = self.data[addr + i], K2 c$ O3 q# F% c1 q/ u
- 3 W. l w- J& o, ?$ E
- def writeblocks(self, block_num, buf, offset=None):
& _- R; _* C/ V4 N - if offset is None:
9 L" o& b, h$ Y+ h+ i - # do erase, then write
# K' x/ S! a8 [5 k3 |1 x - for i in range(len(buf) // self.block_size): z+ I; Y( t' {+ H5 ]: n
- self.ioctl(6, block_num + i)1 W4 t9 N8 m- M+ _
- offset = 0
; P6 H$ e4 F: S! |- q - addr = block_num * self.block_size + offset8 c- n+ J2 K+ F9 |$ n
- for i in range(len(buf)):
& ^% y# E% i3 L7 R/ [" u" w - self.data[addr + i] = buf[i]
. B# B5 F( E" ]
& b3 z' J: k8 a1 A6 q- def ioctl(self, op, arg):5 I* k1 U. c- k& {; c' q6 x
- if op == 4: # block count" I; |: m/ ]: N2 t7 |4 ?+ [
- return len(self.data) // self.block_size+ }- \2 D5 P9 D- {" z% C! ?
- if op == 5: # block size
& B( {/ {2 ^( k; |3 ^ - return self.block_size
& Z* |! j- f E9 k5 Y/ B3 x - if op == 6: # block erase
* N% G& Q$ \) A' e+ t - return 0
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* y) T. D* D# X: u" |! a" A+ c% |5 T& b$ D
4 f5 J% K4 @% o4 D由于它支持扩展接口,因此可以用于littlefs: - import os
" b5 [9 u8 l! d. L0 y" l
( r& f Q( P; a' D# E' |- bdev = RAMBlockDev(512, 50)
* l5 A6 I2 |6 y5 r% P5 D7 j. s - os.VfsLfs2.mkfs(bdev)* y+ e% t) [( K, O: J
- os.mount(bdev, '/ramdisk')
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\9 z7 ` D* ^& T7 V/ H
+ G l. c; V7 n) I- V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:) q; u+ j1 U- I* w. F0 B
- f.write('Hello world')
0 C5 d% D9 N7 }: j# { - print(open('/ramdisk/hello.txt').read())
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3 [ J( d+ N" W* [2 c3 k3 y7 {0 e3 a; }& e/ a A. O" e9 {
% Y$ _% D( \2 s( E( Q( i' i
) ~3 r8 J! g* m) ~! c! u5 _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。 4 I9 ^0 Q( ^2 p h
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 H. d. K* \
- import os
7 N9 r, V( @: u7 a - os.umount('/')/ N% ^4 o. f0 {: q& ?
- os.VfsFat.mkfs(bdev) U/ [ Z) {1 L; ~. x. H1 ~
- os.mount(bdev, '/')
+ i6 ~. P( ~9 m7 E t1 l- j1 M- t: Y* @ - * A2 Q/ t1 W0 G
- # STM32
( N5 g' ^7 y; A8 x, ] - import os, pyb% p8 E* w/ d% P- g8 d
- os.umount('/flash')+ K/ U& q; W) U
- os.VfsFat.mkfs(pyb.Flash(start=0))2 B& i; d; U+ `
- os.mount(pyb.Flash(start=0), '/flash')
; k# ^3 _1 f: c - os.chdir('/flash')
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$ W# x+ c' I# ~
) o" `- q. B& u8 ]* J- U |. t/ i2 h$ [
0 t5 f: c' R, D- [! i
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. ( e) m# N) L% ]7 p; t4 O+ 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
+ C. Z$ G) `; z& s. Z1 o2 u2 A: C - import os+ k' ^, A, s4 d. X9 L- [
- os.umount('/')
, S& }9 t0 @8 R: p5 L1 X - os.VfsLfs2.mkfs(bdev) O# R+ p8 l2 `, m7 C
- os.mount(bdev, '/')
' i+ i6 [) r) ^: W
5 l2 ]* n8 I% [/ s- a- # STM32" b+ T7 Y0 c9 a3 A4 J
- import os, pyb
- \/ z! G- C4 ] T7 O2 u1 `+ g. a, A - os.umount('/flash')1 s9 J& Y3 K; {% K# l' ]8 C6 A; Q
- os.VfsLfs2.mkfs(pyb.Flash(start=0))! ~2 t% G$ s# W. F* Z5 G
- os.mount(pyb.Flash(start=0), '/flash')
) t- o; T5 J: r$ c - os.chdir('/flash')
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8 C) ^! D, _2 R2 P0 k9 o& a' I( G( h- b9 @/ O+ x6 _
: Y' g2 y" R* h* z- k3 j
9 e% E- _1 `# W$ l2 K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
Q! z n9 d4 M, `) c8 ^ - os.umount('/flash')3 m# z7 n: y: V
- p1 = pyb.Flash(start=0, len=256*1024)
' F( ]: O5 k: N) `0 e - p2 = pyb.Flash(start=256*1024)1 m7 S5 D$ a# a4 Q- X1 V
- os.VfsFat.mkfs(p1)
! s! \% P" w4 s" b6 B0 E' e - os.VfsLfs2.mkfs(p2)
9 t6 f$ g0 _2 {" T4 T* _ r - os.mount(p1, '/flash')+ h6 O. z0 u+ E0 @. X
- os.mount(p2, '/data')2 Q+ e9 u B% S# r$ H8 q
- os.chdir('/flash')
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2 p0 l- q8 `3 L$ T: v, f2 q+ r) P# K3 B$ G
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 e4 ?# R* r# _/ P) r6 U - p2 = pyb.Flash(start=256*1024)" p7 L' U R7 U% @* s% Z
- os.mount(p2, '/data')
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6 x7 O# Q, O7 o% j. ?* t3 a4 s9 E" N- h. ?0 ]! c+ P# }
t, ~5 k# J- O+ N; B5 Q$ Y
来 boot.py挂载数据分区。 & }' h* ~ k$ j3 [2 M9 s4 y
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
: l/ l: J$ p6 ], T: H5 _# } - p = esp32.Partition.find(esp32.Partition.TYPE_DATA, label='foo')' m1 ]2 ~+ t, z2 M- P _, W3 p1 l
- os.mount(p, '/foo')
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% e% L' Y$ C2 g* v# J+ Q! L$ l% N8 ]- {" }, B- a3 h. t
8 T( A0 [$ a3 b2 Y. Y) @: e/ r& P. J! S# q5 o" x* c
0 Z* l0 |# [- v) {+ b0 b
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