使用文件系统 内容 使用文件系统
3 s' ^7 P# w& U; y4 I6 F虚拟FS 块设备
$ m9 |' \( W* A- D内置块设备 # k& P0 C3 Y% W1 b. A( S
自定义块设备 6 k% j/ _( H% C9 Q/ B" L! d
文件系统 , L8 Y- Q5 {9 D% f& b8 O1 u: D+ C
+ v3 t5 x5 q' K7 a
6 i2 h" F+ O, f0 L- [* F , ~9 f. F5 ]7 s1 }1 b, b* 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 /。
, e7 @, }3 |( \' U: 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)。
* t0 ?* e+ d( C& r7 H/ XESP8266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* x: K1 q. Z, d
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。
7 d4 | O3 R8 L! P/ H+ Q0 b6 A" 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:
4 R. t; O5 {# I: z - def __init__(self, block_size, num_blocks):1 i/ Z1 Y9 _, R$ x
- self.block_size = block_size% T* Y) L. U2 r
- self.data = bytearray(block_size * num_blocks)
7 V* |5 v3 I5 i0 ?2 }
; ]; Y3 Z( q3 R7 \- x6 b% f% ^- def readblocks(self, block_num, buf):
* r# F" e: _3 y - for i in range(len(buf)):
$ Z# N# r! `8 ^( a0 p% |3 E# g - buf[i] = self.data[block_num * self.block_size + i]( t. X. p% ]% r
, \4 R/ Z: Y U- def writeblocks(self, block_num, buf):6 @3 E4 d* {1 z# c/ P
- for i in range(len(buf)):
: ~# T6 n, M* C2 v1 ]- |: s. ^ - self.data[block_num * self.block_size + i] = buf[i]
1 y# w2 Z4 D, P+ u
# ?1 I0 I( Z$ d' C$ h7 H- def ioctl(self, op, arg):
! g3 w5 B2 @. Y! I& { - if op == 4: # get number of blocks
. f& `3 Q2 d- p f5 A& M2 L+ g4 S - return len(self.data) // self.block_size6 [! g) D% d2 X5 f# j
- if op == 5: # get block size$ t0 [: f6 S% V
- return self.block_size
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* J$ E2 @- ^5 D
K' O) E I0 `* O) M; w
* |6 B2 v! l' t3 X它可以按如下方式使用: - import os; J1 u. d% I( r9 j) A! x2 x
- ) L0 i2 N, p, N7 g* I
- bdev = RAMBlockDev(512, 50)+ T8 _* V1 a# }2 D, Y
- os.VfsFat.mkfs(bdev)$ J% z0 {. c1 W& ?
- os.mount(bdev, '/ramdisk')
复制代码 $ {8 f! a2 g' j1 i& x
% F9 l( }# [) I" z
! u, d& ?2 `. F* ? s
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:/ p% O* }8 \) u( U0 a
- def __init__(self, block_size, num_blocks):' k/ S4 j# j G% K6 _
- self.block_size = block_size- @* E: s4 }& }1 s6 F. u
- self.data = bytearray(block_size * num_blocks)
+ U/ H' o5 Z8 m \
! K: a! q- g; Q; y1 e8 x0 U* W- def readblocks(self, block_num, buf, offset=0):" A; @2 B5 j; {5 S! I& a. w
- addr = block_num * self.block_size + offset
. G8 q1 ?% f# ? - for i in range(len(buf)):
8 G- @% L+ f6 \" e6 ? - buf[i] = self.data[addr + i]
' z( h9 }( f$ g3 l# t - / ]. `) c" F$ l3 [6 i
- def writeblocks(self, block_num, buf, offset=None):
6 i4 B/ r/ d$ L" T/ S* x - if offset is None:
' Z8 x# n) n9 | - # do erase, then write9 P; s1 E, p7 U9 t
- for i in range(len(buf) // self.block_size):
. w: P5 v' y+ f" C3 `/ @ - self.ioctl(6, block_num + i)5 \: v( p; u; m4 Q9 a+ b1 r+ a+ f8 p
- offset = 0
8 N( t% }9 x1 [( { - addr = block_num * self.block_size + offset
) |! x' z! e) J; Y$ Y - for i in range(len(buf)):8 x* j% f9 o& ]- s; w8 G7 b5 n3 o; P
- self.data[addr + i] = buf[i]. _& J% I/ _. q# X) V- Z6 J! N
& n5 d# c: l; W: w- def ioctl(self, op, arg):
8 g& Z/ z% d5 w! d - if op == 4: # block count# b- Q! _9 B( |4 M* }
- return len(self.data) // self.block_size
: Z( {7 d' K% h( `0 v! J) V$ y- r - if op == 5: # block size4 C5 a8 f) J) p: X
- return self.block_size6 ?- V/ ]) P& {* O& p
- if op == 6: # block erase4 m6 c: j$ U- H. E
- return 0
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, ~: `( @' T1 y: r5 x5 e2 H% u; y! p+ L1 G
7 s" v$ O q1 f( C( l由于它支持扩展接口,因此可以用于littlefs: - import os
A% ^7 ]) s3 @! r& b- C1 b- L - 2 t# r% {* j& H9 S' S# Q+ I# x
- bdev = RAMBlockDev(512, 50)* w+ {9 T7 [% u7 p
- os.VfsLfs2.mkfs(bdev)
7 x8 a- A! E) j( @3 c - os.mount(bdev, '/ramdisk')
复制代码 8 w8 N' i5 M% m6 O
) _2 ]% n+ [3 e C0 U; _/ T8 M6 v/ ?! u9 t1 H
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:
1 n1 z2 H4 L/ @- V( z' V - f.write('Hello world')
- O. `- Z" v9 O2 B S8 H - print(open('/ramdisk/hello.txt').read())
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! I& W) u8 ]3 ]/ E5 t) M4 E5 j6 _ V1 L4 x b" }/ A
8 d1 E/ G+ |& `% f/ _
6 j7 }5 @: ]6 K7 S. s' z1 L$ Z! C- _$ {+ H9 n* ~" [
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。
: y; T& k- u1 | Q K! @+ c% EFATFAT 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, D* P, n3 U7 I% w7 l' y
- import os; k9 |" Q3 s9 `9 {. V$ K
- os.umount('/')
% I: A( @5 N! z" R - os.VfsFat.mkfs(bdev)& u& ^+ m6 a; b7 p2 k
- os.mount(bdev, '/'), K! H7 N- I" m' g% e ]
4 b! G* J- P% u! D' z% Q8 |- # STM32& I$ l9 R' `9 f$ g
- import os, pyb) N# T" k& t$ E/ ]0 q
- os.umount('/flash')% `/ W" e9 {9 r& ]
- os.VfsFat.mkfs(pyb.Flash(start=0))
' O8 Z6 c! `- L2 p4 ?, w' K8 v9 ? - os.mount(pyb.Flash(start=0), '/flash')
; Z8 v4 x, t# J Y/ O8 Q. F( X7 g - os.chdir('/flash')
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& R6 w1 O: c+ d% O; W
- Y4 Y0 a2 S3 X' S2 o0 N% Z2 Z
6 n& `1 o+ N* A6 v6 w, ]8 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.
, B8 ^' h* S- u, Z3 A$ B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 ESP324 r+ q7 M- ~# I* A W
- import os
" Q- P2 F \7 X. I" _ - os.umount('/')
/ L. P" b- z1 l7 m! Q9 l - os.VfsLfs2.mkfs(bdev)
9 W, b! M; R% Y- i - os.mount(bdev, '/')
, n" F% t: M0 F7 f# u* M1 O" s1 Q - ; q' u/ d: b: q8 z* O H/ ?
- # STM32
1 `( e+ M# k* ^8 B, M# R2 C - import os, pyb9 Z% i. u6 X: {# d4 o
- os.umount('/flash')
' N0 C6 F7 a$ L: u- [6 { - os.VfsLfs2.mkfs(pyb.Flash(start=0))
/ c2 h, W" [' M" |/ Y* K; t - os.mount(pyb.Flash(start=0), '/flash')2 S) Z8 ~$ t1 h) [! B
- os.chdir('/flash')
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5 H7 P* U1 M& H7 X! [
' ~% R! Y3 O* h/ D* c* j/ B0 O5 c3 q
4 K z# h5 \; t! }# @% h ~ V/ N
( Q+ p, J& q/ H. i1 Y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: P8 N3 n5 p' l
- os.umount('/flash')% h9 r4 g; V' U5 K3 s" T
- p1 = pyb.Flash(start=0, len=256*1024)
& z5 d, Q* Q% h, z2 y - p2 = pyb.Flash(start=256*1024)
+ \& [8 d, }6 x+ h. C1 J - os.VfsFat.mkfs(p1)
: j* [; |: Y( b; D. h - os.VfsLfs2.mkfs(p2)
* K x9 p6 t$ B4 e - os.mount(p1, '/flash')2 g% e+ L0 z1 c5 S) i+ a
- os.mount(p2, '/data')
7 Z3 h0 ~- V2 a9 Y+ `% Q. W. y - os.chdir('/flash')
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. ~8 B( z) {; G O4 R9 x/ f4 i; n) v6 `* K2 k, x: W: G
, s6 ]/ ^$ {- c' l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, pyb9 V7 G/ _% I( L# v
- p2 = pyb.Flash(start=256*1024)
* O$ x3 u. Q( ^2 H4 \) m4 U- K - os.mount(p2, '/data')
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+ D p2 T8 f% ?: S# A1 F7 `9 L1 w* i' B& e7 I
) ^, _' G/ J0 g- F
来 boot.py挂载数据分区。
5 M( X" S2 b! y* Y6 P. u M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
! W1 l; A9 G6 y7 L - p = esp32.Partition.find(esp32.Partition.TYPE_DATA, label='foo')
; W0 [$ I1 l+ P+ W: L% |: G2 j$ I - os.mount(p, '/foo')
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$ M' P ~! l0 ~3 X U5 U S) r6 X0 v6 y5 l' ]
* }& }" I9 X% J* g' \3 e1 i
4 f7 E$ K8 ^: S8 \8 b9 T* s
, X1 Z3 f" }+ ?0 a" W/ N6 ]) `' l, w2 y) @
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