使用文件系统 内容 使用文件系统
3 t( |7 y- p# K: ?' A. K虚拟FS 块设备
' Y- j) q& |, @6 A+ h- w5 o7 ^内置块设备
. `0 s+ n" E* |5 y" j1 D自定义块设备
+ f1 [5 d8 z: d6 P1 Z# N+ Y
文件系统 3 @1 o" u6 a4 [5 p6 l( j
/ b: ]2 ^6 f# w4 o I" Z
5 d* ?1 v/ v; m % S! U, p+ _+ L6 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 /。
& e4 T0 s" P% q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)。 7 q$ {$ V8 n" I1 F' [) u1 d6 W8 w
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。 " O+ r, T5 P( n R
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。 % K+ c1 N- I! L1 |/ ?
) e: t0 j/ h8 J8 Q* H; b8 v k
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:! N/ j- b, h+ S/ u* T2 c0 z
- def __init__(self, block_size, num_blocks): L( R/ f' ]# A
- self.block_size = block_size
. U# Y. t0 r" q; C0 y - self.data = bytearray(block_size * num_blocks)
v4 w6 c4 Z8 C, H( J( d$ g7 R0 b% b
$ Q- X% ^: s6 S, r- def readblocks(self, block_num, buf):, ]) w( T- D5 v' X5 r; f
- for i in range(len(buf)):
" v" K* X5 Z" L* S - buf[i] = self.data[block_num * self.block_size + i]
# l! s5 Q6 Q7 b' J C, V- u) ], q - 9 O" ~0 O& a+ \( T* `- @2 l
- def writeblocks(self, block_num, buf):7 c* R" |) U' Z8 T; ]0 Y2 g
- for i in range(len(buf)):
$ A' Y. I+ J9 B% `6 v - self.data[block_num * self.block_size + i] = buf[i]
& _: ]- _6 |8 ? @# |7 m - - N6 |% E3 T1 V, s5 S4 z
- def ioctl(self, op, arg):1 f! Q8 T% n, I, e0 R2 c- ]& i
- if op == 4: # get number of blocks. y! l9 z; z$ J) `' i b5 _9 c! z0 G
- return len(self.data) // self.block_size1 N* a4 m9 g- a k, _
- if op == 5: # get block size
b$ q' E/ \& n4 C' _ - return self.block_size
复制代码 0 I! }5 E2 H' O
4 `7 P9 n' n1 X W6 ]" w2 J) I
: y5 s2 |) r0 o它可以按如下方式使用: - import os
, A- p1 s" G1 Y/ t: u - l' d, Y# K; {' w9 {1 m# w
- bdev = RAMBlockDev(512, 50)
) Y( J- ?7 H0 E* c - os.VfsFat.mkfs(bdev)
7 b$ B1 V1 W3 v$ N4 T% M - os.mount(bdev, '/ramdisk')
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! n' C. B! p# Y9 \" f& ~. y! X0 H* W' j" b0 w& P
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:
0 P; Z9 h B/ i) C7 V - def __init__(self, block_size, num_blocks):6 M! c% b3 J, d# |
- self.block_size = block_size- w7 ?8 k# \. P( U4 H3 X1 @# g
- self.data = bytearray(block_size * num_blocks)% r/ H- d4 z6 A
1 |4 J! h9 F$ b+ u- def readblocks(self, block_num, buf, offset=0):
; p* ^9 P: Q: N" Z - addr = block_num * self.block_size + offset8 b" J# S% P0 J
- for i in range(len(buf)):
; C% r) H' Q. \! e - buf[i] = self.data[addr + i]+ H: g& I' r2 X
- 6 [2 g. f: n) ?, v: p
- def writeblocks(self, block_num, buf, offset=None):
3 n4 a1 N9 W7 `% k - if offset is None:
: ?0 A" X* \. g5 a& c- R - # do erase, then write$ f3 \* o! q) e
- for i in range(len(buf) // self.block_size):5 z/ c9 p/ M* d5 K; i1 J
- self.ioctl(6, block_num + i)
& a; \3 N) {6 W& T( y, \4 B - offset = 0; z+ w. C$ z7 l4 I
- addr = block_num * self.block_size + offset
' P0 i) K5 W$ l% U - for i in range(len(buf)):
1 L! W) ?, T/ H1 i - self.data[addr + i] = buf[i]6 E& n2 j. z& y" K
9 p6 r) V, i, F) p7 g' g- def ioctl(self, op, arg):5 M, ]# |' Y, m7 t c
- if op == 4: # block count
$ d3 Z4 a9 {* p8 ^, Z - return len(self.data) // self.block_size
7 _; P( k; e, ^1 q5 T - if op == 5: # block size0 t5 C# u/ ^3 C' J5 ~. e, K; {7 p W
- return self.block_size
# v: `/ y# A$ \" `% N$ L - if op == 6: # block erase
8 C2 G; S5 j" \8 [0 c i; k - return 0
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3 Q* H" y8 O# F0 e, _% N
; ?7 T2 a" Z: i9 F; q1 u( K4 t+ n! ?
由于它支持扩展接口,因此可以用于littlefs: - import os
q9 X+ N! l; y- W0 j. J5 U - ( P6 t9 m, s: W+ W' l. B
- bdev = RAMBlockDev(512, 50)$ v# M$ v2 z ~. D' @9 n
- os.VfsLfs2.mkfs(bdev)$ v- V0 p; U9 e u+ ^% I
- os.mount(bdev, '/ramdisk')
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# I1 ?2 K6 @- b& o, s# A- s$ `- [; R, i( Q$ {3 W- W) V
; V3 _' z [: P' S& B$ 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:+ ?2 X# x5 b9 V; ^* n' {! N" T8 V
- f.write('Hello world')6 x i, W% I+ `% Z: z n: i$ r# k
- print(open('/ramdisk/hello.txt').read())
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! C3 o+ m8 F. c- w. T
9 l- ]0 [. c) E3 `5 U5 X3 M
6 G8 Y# Z n1 P. v
' n8 c) p# B; x9 B# z; H
2 a1 p0 u0 k& P* T( C& t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。 ! W6 D* C1 w, `* C
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
9 H# L/ N7 {9 L5 a i - import os/ B, `6 x S0 p
- os.umount('/')' H1 ^1 g! J4 H" I3 Z: c
- os.VfsFat.mkfs(bdev)+ }" B7 M% V" E* T
- os.mount(bdev, '/')
5 K) r2 p# |" j- _
! w+ ?$ P' L! h0 u9 T& F e: W- # STM323 S2 I/ `6 F( z9 M( b
- import os, pyb
& R! P# w: L+ y! ]0 \$ R - os.umount('/flash')
' c9 I# }) W6 y& w i8 ] - os.VfsFat.mkfs(pyb.Flash(start=0))0 b0 q+ B: Z0 T, e+ n) t
- os.mount(pyb.Flash(start=0), '/flash')
7 b& z& s8 i( g+ a' W - os.chdir('/flash')
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, E8 _% {+ Y9 L7 t" Q9 N& y/ I; z2 b' @( q; H$ Y( M* r4 J) x" l
: B' w3 {3 u" {: X/ f' {7 R! M4 r/ g5 M0 B
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 E, {0 \* o2 O% S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
/ `6 J, k( j* b, `( W3 g1 o7 q) F - import os4 Z: b- j0 e" u. p* u v! g! O; {7 J
- os.umount('/')* S4 c/ T' `/ D
- os.VfsLfs2.mkfs(bdev)# ?5 R4 I7 `$ q% k' y8 K
- os.mount(bdev, '/')2 n' _2 Q. B* I4 X
4 X" y/ ^2 j# c- # STM32. ~- {7 r$ H1 R4 ~8 w+ A, K
- import os, pyb2 `' _3 v$ I. v% ^. L! ]" n
- os.umount('/flash')
+ h! E1 a2 E7 @# K! g) D - os.VfsLfs2.mkfs(pyb.Flash(start=0))5 Q- M3 o0 w/ H0 M7 `
- os.mount(pyb.Flash(start=0), '/flash')2 d" ]) h! d- q+ L- w
- os.chdir('/flash')
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' V! X& D0 v/ H
1 X9 ?9 ~5 |$ H. S0 t% q0 K5 z5 z$ y5 F* N
2 k6 L `9 T6 S( ^4 p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- @3 X- w1 ]8 I/ a
- os.umount('/flash')( W1 I4 |: `- s( P
- p1 = pyb.Flash(start=0, len=256*1024)/ j7 H ?( @' a+ H
- p2 = pyb.Flash(start=256*1024)2 F" w1 K5 w, w2 R4 g
- os.VfsFat.mkfs(p1). \! U2 [$ [! |
- os.VfsLfs2.mkfs(p2)
5 s7 X7 X( ^5 o1 J: m - os.mount(p1, '/flash')" |+ Z; c+ }/ W6 D# v7 l8 L' r
- os.mount(p2, '/data')9 [" v& Q& n5 X: Z; t
- os.chdir('/flash')
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+ u0 u9 B# l( I/ G. P4 _' P1 t2 h2 @( x% |- \2 ~) 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# s$ c) W; f! d( Y6 V& g/ [
- p2 = pyb.Flash(start=256*1024); u& q* F& F3 i% F5 I( I+ X* v! ~
- os.mount(p2, '/data')
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: Y# S3 _' x6 ~) U4 w5 j. c0 T" K3 e3 p$ P4 }8 ~5 ^1 M m& U6 v e) W4 I
来 boot.py挂载数据分区。 ; L/ L ?3 ?; A- g) h8 V8 [, P
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
1 F6 p9 H4 r, x: ~. M - p = esp32.Partition.find(esp32.Partition.TYPE_DATA, label='foo')
& ?' x1 d1 P5 i$ C - os.mount(p, '/foo')
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, F, X" a% _( G- P' i& z# |4 y W6 v2 e7 M1 b& r
! U/ q5 v. Q" [0 t
6 W6 r) Q- A/ i# U' w3 }
* |7 F5 j% g- {" O9 K' f. `2 t. J
; ?' O7 G+ a5 O) C5 T |