使用文件系统 内容 使用文件系统
3 A3 J; n O; s: w虚拟FS 块设备
$ d5 [* H0 U* F5 Q8 M内置块设备
/ Q3 t! T. }% e$ t* O自定义块设备
6 s8 m. u- R3 J( ?0 C& c' o) I
文件系统 6 a/ H/ v: U9 l9 _4 S l- |
- a8 p& _' Y5 n. i3 L5 l, h
- L4 m: Y& [1 Z
$ ^. E8 i. W' b% |+ O4 p N
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 /。
6 M. Y% c5 e" k u% T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 f( N/ r! @& } p
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。 $ H" t. \/ I" U" Z7 M! z
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。 ! {3 J+ x, M' n
& \# a" a) z$ i# i, G2 A' c; }
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:
: Y$ q+ Q9 P2 ~' k1 O% i - def __init__(self, block_size, num_blocks):
6 t, w7 \4 L0 b* R - self.block_size = block_size% v- F1 I, q- i# x
- self.data = bytearray(block_size * num_blocks)0 u% v! ?6 q2 C2 P& ]9 @& H
+ k% W* ]# v2 P: F4 g$ h- def readblocks(self, block_num, buf):
& a% F$ P$ ~- h - for i in range(len(buf)):$ A9 ]& C3 d- X* g4 l# W
- buf[i] = self.data[block_num * self.block_size + i]) H$ n- j' K1 D* i2 W/ K+ i
0 A3 D5 v' ]; C" R- def writeblocks(self, block_num, buf):8 F% }- ]: K+ k, t! E x
- for i in range(len(buf)):" p7 m& B' {: r$ ], L
- self.data[block_num * self.block_size + i] = buf[i]: w C( z+ p; ]' X! c; Q
- * r; R5 z6 {4 B. [" Q
- def ioctl(self, op, arg):
, ?8 M3 Q: N! d9 T6 c& n - if op == 4: # get number of blocks
$ P2 r6 |/ X$ ^- z4 C5 \5 ^ - return len(self.data) // self.block_size# m1 _; |( s) g& T: f
- if op == 5: # get block size
; h [9 i- u# C& e) G2 ^ - return self.block_size
复制代码 2 {; w/ }9 G5 w
. x6 ]! \ c# f! L" |7 X4 Q. V, N+ S d
它可以按如下方式使用: - import os2 e b3 z5 T E- X
% K7 x0 P1 u; a- bdev = RAMBlockDev(512, 50)
9 _6 o5 S/ \7 D% z4 N; L* D* N0 ? - os.VfsFat.mkfs(bdev)
9 E+ M4 k9 K) c - os.mount(bdev, '/ramdisk')
复制代码 9 H+ n1 L# u# U w
6 U9 }8 u+ M b9 a0 n( {3 i
3 _' n5 G* t( e0 W6 ?- Q7 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:
, \+ p7 j/ ]( z( _8 P" o0 B/ t - def __init__(self, block_size, num_blocks):/ z; O0 T9 g( _# D9 M% @4 x, y; |
- self.block_size = block_size
o' `1 _* r; m3 K+ _7 W" C - self.data = bytearray(block_size * num_blocks)
e# w0 G- P7 L: | e( l
! ~4 S" `) K, p w+ q: C ~- def readblocks(self, block_num, buf, offset=0):( r0 b, u: X" D% ^: Q8 ^
- addr = block_num * self.block_size + offset
% `0 ?% t# a2 Y* t# T% j( b0 { - for i in range(len(buf)):& b' R, I5 k0 e; _ K' b0 M
- buf[i] = self.data[addr + i]
8 W0 {8 K8 ^, {
+ E5 T; @7 x: \3 W- def writeblocks(self, block_num, buf, offset=None):
* W. ^# K! D1 A+ a1 _' U* C; t K5 x - if offset is None:
3 E/ ~; F3 o3 k - # do erase, then write: L/ F; P7 H3 X, M, p, `/ c# m! l
- for i in range(len(buf) // self.block_size):
$ a# O* K. k8 a/ ? - self.ioctl(6, block_num + i)
; P; A* b1 V4 e E& l; o - offset = 0
/ {) ~+ e# |1 ?' h/ n5 | - addr = block_num * self.block_size + offset
~) _* F. {9 [8 {; j: z' t - for i in range(len(buf)):
4 W0 D }! H1 p) Q4 T - self.data[addr + i] = buf[i]
) c# A# H6 J2 B/ C% c, O/ ` - 3 ?) G+ |! }; x$ ?. F7 b
- def ioctl(self, op, arg):6 x0 i4 k& W* l" ^3 ^" H
- if op == 4: # block count X, d" x4 O& C& p: i( ^0 _
- return len(self.data) // self.block_size
" y& m3 y5 s( [ - if op == 5: # block size
3 f2 |' x8 {3 f" f - return self.block_size' g9 k' n+ V! q' R
- if op == 6: # block erase5 h; Y. q0 ^% I. X* S. {% v( d
- return 0
复制代码 5 K1 h& s Q9 C) K( \! B
% {$ @' o) Q, N. B$ `
R' u0 Z* g. [6 Z' n' E
由于它支持扩展接口,因此可以用于littlefs: - import os
" o4 D# [+ d \3 X - / i7 C: v2 n/ ~0 V$ l4 z
- bdev = RAMBlockDev(512, 50)" ^8 n1 y, p. @4 k
- os.VfsLfs2.mkfs(bdev)
) V5 s9 T7 y5 n' p' n$ e1 n - os.mount(bdev, '/ramdisk')
复制代码 5 S0 R1 E& T. o6 @) h! y
/ s0 { ]4 N- q0 O8 b* M5 ~9 B2 w: o4 i, O
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:
. }( y, w0 q" m9 C' N5 e" [, L - f.write('Hello world')
( h) C; a& c$ f4 R - print(open('/ramdisk/hello.txt').read())
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/ E5 R* A1 s8 V0 C
3 O6 y K# ]5 d7 [" S! E7 k, T. n5 u. `+ ?& v
& l+ }$ p4 F. t& z6 k
$ I5 x2 I' R2 {0 x. ~. m9 t9 q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。
6 F0 }* a+ T0 D( q0 v5 r q1 R5 VFATFAT 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
- d6 T+ A r6 Q( E- z5 Y5 Y2 r. ^; E - import os
" N/ J6 H& ]) ? - os.umount('/')
; X% N8 y) X1 U3 u - os.VfsFat.mkfs(bdev): o1 N4 N/ W1 F7 |( a+ j& u
- os.mount(bdev, '/')
) q9 ~, |1 W: [ x, G T - & Z3 i6 _% n1 @) d: w( {0 H
- # STM32
0 _/ v; }9 b! {0 x2 F$ ~. p0 N - import os, pyb4 Q. n% i, d, d6 r% @6 w
- os.umount('/flash')
! v# N* s6 Z% k# c4 k - os.VfsFat.mkfs(pyb.Flash(start=0))! ?$ m% n- R! p' S0 N% g
- os.mount(pyb.Flash(start=0), '/flash')
' P C. S3 U5 i) f* z - os.chdir('/flash')
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% k6 I0 H1 z7 \: l& e/ B
' i+ [8 G) h" f3 [# A6 H
- T6 S( I3 ^4 T4 E3 T
: k! f l# C1 b, Q% `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. 0 q5 F! J2 i( S5 S0 j. Z! a4 o; ?( J) V7 L
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
. ?/ M2 P" d7 f( I! X5 R, x - import os
2 A" H, M& ]8 [6 m1 O" H - os.umount('/')& i _- v& U+ f6 o) t
- os.VfsLfs2.mkfs(bdev)
8 n( j" N$ e% g1 N; e8 F( }5 Z - os.mount(bdev, '/')2 ~, c; V9 T* e" c8 z
4 Z3 B1 v$ z2 s- # STM32
1 z% |0 _+ A8 t - import os, pyb
0 H( T9 `6 r( {2 J* s - os.umount('/flash')+ Z. ]+ `4 |9 Y4 Z* C: W. ?0 ^
- os.VfsLfs2.mkfs(pyb.Flash(start=0))/ K, G8 q5 N w, t# z* d; M |
- os.mount(pyb.Flash(start=0), '/flash')
& V1 b: \7 \- |$ c4 y/ c - os.chdir('/flash')
复制代码 4 \* E5 T. b {# S; |) {( w# P, E
& }: v- \6 w6 a
* m: `9 F' V8 s) ?% |! _' O U9 [2 N/ o7 x6 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, pyb0 b( n* p2 O! w4 P/ V" x( _
- os.umount('/flash')
0 P; j7 w+ h; o% K. [, [' f8 [, x5 O& b( N - p1 = pyb.Flash(start=0, len=256*1024)
H9 N4 M( W m( l; O4 r: J - p2 = pyb.Flash(start=256*1024)3 u) ~. P: Z4 {6 T
- os.VfsFat.mkfs(p1)
, Q0 U6 L e* a) f - os.VfsLfs2.mkfs(p2)) }# o$ j! g* x' X
- os.mount(p1, '/flash')
0 i: V) |$ d5 J; M" j - os.mount(p2, '/data'): C5 X: r% _! q# u
- os.chdir('/flash')
复制代码 ) k- K) A D& b) G7 Y
: S; V3 b+ U# F( l7 z' m3 T. n; S5 D4 [* y$ g. e
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
# r, E) z- X) U - p2 = pyb.Flash(start=256*1024)
$ C! |1 X; G2 |7 g - os.mount(p2, '/data')
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9 W1 a/ q" H' o3 n/ d: A
a/ @ H9 D, D
, E, @1 O3 U% I来 boot.py挂载数据分区。
+ g. ~, Y; P- S: E0 P0 h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
9 [! w, l0 w7 ^ - p = esp32.Partition.find(esp32.Partition.TYPE_DATA, label='foo')7 r/ ]* h: _7 k4 C# G& E
- os.mount(p, '/foo')
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5 ]& |( w3 \3 |8 z# z5 T* x" _/ O9 }# q& I$ u. }1 g
5 x% ]4 }# V( B4 ]/ r' d5 E7 S. B# j7 o; d
0 v0 b, C6 n# m( ^) L/ |! Y) n3 d2 P$ Q' J
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