使用文件系统 内容 使用文件系统 " X0 }" U9 B; {
虚拟FS 块设备 8 R8 j) i* f5 j0 T3 q& ]
内置块设备 8 W9 i4 q, g( w4 ?) R: p1 Y
自定义块设备
% N; H5 R7 N' g, ~3 E
文件系统 9 W) k' ^# [' [4 Q! e9 _6 ~
$ g2 @" {3 C4 U& n
0 a6 h+ G0 E. @/ s C2 h( L
" @* G2 r4 S7 e7 \6 q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 /。 " o3 E6 R$ o8 @! x: q# p0 V
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)。 + s. L0 w7 _0 _( _: [2 d
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。 7 ]1 i. v- k, n7 t# q; F! Z$ W
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。 9 i& C8 ]1 m: i3 _1 h# z5 Q3 O
5 T, j( K$ a8 E4 A' ^' P. 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:( D+ \& A6 r% E! \. O
- def __init__(self, block_size, num_blocks):+ T; {5 E1 J2 ^, q& v4 |2 n
- self.block_size = block_size
$ l ?; M+ j1 P* B" I3 g - self.data = bytearray(block_size * num_blocks)( `* e0 i4 h( k6 \) ^
' t- o. ?. Z- s) L' k- def readblocks(self, block_num, buf):
& y! h6 Q& ]7 {( e: S - for i in range(len(buf)):% e$ R- }8 d* X! t- t! G5 P
- buf[i] = self.data[block_num * self.block_size + i]! H" n+ V6 Y5 C- T( V; d
' u& ?" y& Y& [4 W) O) X- def writeblocks(self, block_num, buf):
! v# \) i) V# R+ e, b( n - for i in range(len(buf)):
- T2 C6 k1 A9 w4 K, A$ v" W - self.data[block_num * self.block_size + i] = buf[i]
: h/ L( W F _* M3 d u
+ g4 z, }* v6 q- def ioctl(self, op, arg):$ D. y1 ^0 z( \8 I' m
- if op == 4: # get number of blocks1 g8 X0 T! t1 w) w+ a
- return len(self.data) // self.block_size
* `1 F- i8 y7 o5 L& m9 _ - if op == 5: # get block size
0 b$ }# L- W5 J - return self.block_size
复制代码 8 _& l" {+ m" D
7 [" D' s- \4 b4 `' ?4 ]5 c3 p
7 L: L3 x1 M$ u" F7 ~它可以按如下方式使用: - import os: H, M* a; J- V. ~1 m M0 `
- 3 [8 z) m+ ]+ L8 X- Q. ?4 l6 m4 d
- bdev = RAMBlockDev(512, 50)
: J5 t# e2 M" x* g' Z( M3 ? - os.VfsFat.mkfs(bdev)
9 ?: R( |2 x* b8 k% r9 I- \! u7 r - os.mount(bdev, '/ramdisk')
复制代码 6 x. U8 J c8 N
; i ^8 n( S8 ]: W$ f1 f" t
6 d4 a7 R# w1 J7 t9 V# h! g
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:4 m9 e+ g5 k+ o) p1 z% L1 L
- def __init__(self, block_size, num_blocks):
" A. \8 k. |! H1 g6 | - self.block_size = block_size
6 V# e: g$ f1 T& { - self.data = bytearray(block_size * num_blocks)
) e1 {8 a; c. Y5 W% L2 e
! n9 s: C! \, X8 \# X. W5 `( \- def readblocks(self, block_num, buf, offset=0):
& F; m& h5 l9 ~; \+ \ - addr = block_num * self.block_size + offset! g, G: p& ], c9 z, \1 U
- for i in range(len(buf)):$ G# U v: i" Q9 W! r
- buf[i] = self.data[addr + i]+ M+ r/ }2 c4 C j
- . C" j8 e! @$ c2 s$ Q: c- l; k& q
- def writeblocks(self, block_num, buf, offset=None):
; a* [8 d- Y1 f. M" d - if offset is None:
$ ^, I3 I- x; X - # do erase, then write
. w! U" G# ^$ S% I& ~ - for i in range(len(buf) // self.block_size):
" c* s1 v+ C% D8 Z6 E* Z$ c0 B - self.ioctl(6, block_num + i)
) E3 F2 j: R# p - offset = 0* Y3 p+ b5 w: W" _9 M" V e: G# R
- addr = block_num * self.block_size + offset
8 X/ g) p0 }% W8 g# k4 B - for i in range(len(buf)):( o8 @" v [; A: z8 D! t
- self.data[addr + i] = buf[i]2 [$ z! g- g# o0 I
- ; d! q M* q0 M* D) U
- def ioctl(self, op, arg):* i& d' x* `4 N% e6 |# P
- if op == 4: # block count/ T1 {& X% e! W5 p! H" T) Y2 D
- return len(self.data) // self.block_size
# b) C* X, i9 N M2 N8 | - if op == 5: # block size
) l r1 p' _1 j1 J - return self.block_size/ r, G0 k3 l1 t5 d
- if op == 6: # block erase9 u4 N# t1 o0 M9 _% \' U4 t1 r
- return 0
复制代码 9 `: L; J- A2 G: a) t6 d1 Q( s
1 r/ w' G( Y6 G- O+ W: Z$ n! k% ]' B4 W! Z, n% ?
由于它支持扩展接口,因此可以用于littlefs: - import os, T+ i# t& G' P; T# D; P
- 8 a( J( R: j0 O3 n4 @+ H
- bdev = RAMBlockDev(512, 50)
4 e+ \; z7 i H* r3 E# e. P - os.VfsLfs2.mkfs(bdev)
' J; V# M2 b) Y2 h& ]: p9 X - os.mount(bdev, '/ramdisk')
复制代码 ' G1 z" b8 ]0 M8 m5 Z
$ i: a2 @5 d! X' J: w+ _5 E1 Y: K
3 g- l2 b, Z& |/ P6 ~! J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 v8 q9 x/ e7 G1 m% n/ J* U8 e
- f.write('Hello world'): P. Y. t! A u6 p b
- print(open('/ramdisk/hello.txt').read())
复制代码
, g) V9 d! f$ r5 k- d4 G& S& T# [- L( z6 V* l/ F9 K
1 t: u$ X: M5 e) Q2 G0 Z) C
, o+ L! X8 T6 z7 A
0 I7 ?/ ^0 Y: U7 }% E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。 * n! r5 B2 o; p( W) o
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
/ C* t2 s- m y. R - import os* n* \- e8 D! O! z+ b& f3 y/ J
- os.umount('/')
. p4 j/ [/ a' X - os.VfsFat.mkfs(bdev)
9 ?! M2 g$ I2 E$ Q& ~1 u1 H - os.mount(bdev, '/')
" o" Y5 D, A& x' R$ w - ( S6 e- q) r1 X. w2 ?
- # STM32' z! l" s; }' y' U# [5 I- N$ F
- import os, pyb
5 W0 a$ b7 f$ Q' P" o - os.umount('/flash')- s G, F( e0 _9 B
- os.VfsFat.mkfs(pyb.Flash(start=0))
5 K- F/ K/ K) A" p7 O3 p K6 ~+ e - os.mount(pyb.Flash(start=0), '/flash')
* k5 U; p1 b$ E) _2 M2 V - os.chdir('/flash')
复制代码 / {: T: X1 E1 ~- P, P0 W
9 K* i# a. j+ Z: f u; V; L% F& B
) N7 ]3 p0 K+ Y0 \ Y
0 M6 c) i' P( Y$ a z) c8 D G: WLittlefsLittlefs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. 0 M& }! B% L ~9 F8 P/ I) c; ^( z
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
' u5 M" p5 ~# Q( |$ t - import os" t! g {# c& F8 U# N/ s
- os.umount('/'); X# f+ k9 y6 f3 `5 p2 l+ T
- os.VfsLfs2.mkfs(bdev)
. f- v* [# [( E; `! ?( T. J - os.mount(bdev, '/')
L, M0 o* |# ~2 r" k
6 r; T- N4 k! M# q1 _- # STM32
" {1 z! h$ T. _/ J - import os, pyb
: w5 H' N# x3 E* \: G% h - os.umount('/flash')
: j5 c$ c$ Z' A: f4 O# A$ r6 u8 a6 V - os.VfsLfs2.mkfs(pyb.Flash(start=0))6 q3 ~# M( K2 ? @
- os.mount(pyb.Flash(start=0), '/flash')
! f6 H! `: |3 H I3 u3 [& l. p - os.chdir('/flash')
复制代码 + o5 A2 I6 x4 s% ]0 t
6 F- O/ O; B& c7 \
% ]6 J: I! R7 Q% Y% }4 M' V4 M
' [; j; N, _8 X9 }% a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$ r2 c, F) c5 n! T; _% k5 w8 Y
- os.umount('/flash')2 _# Q1 v1 S( f: o1 |$ x
- p1 = pyb.Flash(start=0, len=256*1024)# e& t; e0 }4 G
- p2 = pyb.Flash(start=256*1024)
' y, r# x! F+ ~$ j' K/ u, d - os.VfsFat.mkfs(p1) B8 ~0 J) l: a6 O( N) C: z
- os.VfsLfs2.mkfs(p2)
6 _5 s' _2 F0 H* X: P" W - os.mount(p1, '/flash')
" M+ w* e. O* G0 b ] - os.mount(p2, '/data')
' s' `, { z" f$ Z" z5 p& ]* X - os.chdir('/flash')
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# u" m& S& Q+ u5 A' ^6 `
) M4 v4 q& E, O# M L3 m+ g! g7 [/ @6 G p" |
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 z8 q- t) l6 Y2 \8 v5 i# u
- p2 = pyb.Flash(start=256*1024)' O& G* l7 M: M6 f5 H
- os.mount(p2, '/data')
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, R0 p! Y8 a0 P1 L. i5 t9 S4 Y2 k7 R2 D3 j' [' {/ t
% I# L' x1 e1 C1 w4 R
来 boot.py挂载数据分区。
; }" R8 J: g' r. t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, os8 F, k& b6 x K) }: F) R7 w0 E
- p = esp32.Partition.find(esp32.Partition.TYPE_DATA, label='foo')
( C/ q; a; E+ `% n4 q6 Q. t- P. W - os.mount(p, '/foo')
复制代码 : B# Z2 ]/ x" E) b8 d
2 X/ R \2 ]6 t1 E \# I3 M
# j" v( n/ D9 D1 ?% U2 s
8 c# B5 a& J+ l& I4 P$ T
5 O; ^" p0 y. a4 a
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