esp-idf/docs/zh_CN/api-reference/storage/spiffs.rst

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SPIFFS 文件系统
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:link_to_translation:`en:[English]`
概述
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SPIFFS 是一个用于 SPI NOR flash 设备的嵌入式文件系统,支持磨损均衡、文件系统一致性检查等功能。
说明
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- 目前SPIFFS 尚不支持目录,但可以生成扁平结构。如果 SPIFFS 挂载在 ``/spiffs`` 下,在 ``/spiffs/tmp/myfile.txt`` 路径下创建一个文件则会在 SPIFFS 中生成一个名为 ``/tmp/myfile.txt`` 的文件,而不是在 ``/spiffs/tmp`` 下生成名为 ``myfile.txt`` 的文件;
- SPIFFS 并非实时栈,每次写操作耗时不等;
- 目前SPIFFS 尚不支持检测或处理已损坏的块。
- SPIFFS 只能稳定地使用约 75% 的指定分区容量。
- 当文件系统空间不足时,垃圾收集器会尝试多次扫描文件系统来寻找可用空间。根据所需空间的不同,写操作会被调用多次,每次函数调用将花费几秒。同一操作可能会花费不同时长的问题缘于 SPIFFS 的设计,且已在官方的 `SPIFFS github 仓库 <https://github.com/pellepl/spiffs/issues/>`_ 或是 <https://github.com/espressif/esp-idf/issues/1737>`_ 中被多次报告。这个问题可以通过 `SPIFFS 配置 <https://github.com/pellepl/spiffs/wiki/Configure-spiffs>`_ 部分缓解。
- 被删除文件通常不会被完全清除,会在文件系统中遗留下无法使用的部分。
- 如果 ESP32 在文件系统操作期间断电,可能会导致 SPIFFS 损坏。但是仍可通过 ``esp_spiffs_check`` 函数恢复文件系统。详情请参阅官方 SPIFFS `FAQ <https://github.com/pellepl/spiffs/wiki/FAQ>`
工具
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spiffsgen.py
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:component_file:`spiffsgen.py<spiffs/spiffsgen.py>`(只写)是 SPIFFS 的一种 Python 实现,可用于从主机文件夹内容生成文件系统镜像。打开终端并运行以下命令即可使用 ``spiffsgen.py``::
python spiffsgen.py <image_size> <base_dir> <output_file>
参数(必选)说明如下:
- **image_size**:分区大小,用于烧录生成的 SPIFFS 镜像;
- **base_dir**:创建 SPIFFS 镜像的目录;
- **output_file**SPIFFS 镜像输出文件。
其他参数(可选)也参与控制镜像的生成,用户可以运行以下帮助命令,查看这些参数的具体信息::
python spiffsgen.py --help
上述可选参数对应 SPIFFS 构建配置选项。若想顺利生成可用的镜像,请确保使用的参数或配置与构建 SPIFFS 时所用的参数或配置相同。运行帮助命令将显示参数所对应的 SPIFFS 构建配置。如未指定参数,将使用帮助信息中的默认值。
镜像生成后,用户可以使用 ``esptool.py````parttool.py`` 烧录镜像。
用户可以在命令行或脚本中手动单独调用 ``spiffsgen.py``,也可以直接从构建系统调用 ``spiffs_create_partition_image`` 来使用 ``spiffsgen.py``::
spiffs_create_partition_image(<partition> <base_dir> [FLASH_IN_PROJECT] [DEPENDS dep dep dep...])
在构建系统中使用 ``spiffsgen.py`` 更为方便,构建配置会自动传递给 ``spiffsgen.py`` 工具,确保生成的镜像可用于构建。比如,单独调用 ``spiffsgen.py`` 时需要用到 *image_size* 参数,但在构建系统中调用 ``spiffs_create_partition_image`` 时,仅需要 *partition* 参数,镜像大小将直接从工程分区表中获取。
使用 ``spiffs_create_partition_image``,必须从组件 CMakeLists.txt 文件调用。
用户也可以指定 ``FLASH_IN_PROJECT``,然后使用 ``idf.py flash`` 将镜像与应用程序二进制文件、分区表等一起自动烧录至设备,例如::
spiffs_create_partition_image(my_spiffs_partition my_folder FLASH_IN_PROJECT)
不指定 FLASH_IN_PROJECT/SPIFFS_IMAGE_FLASH_IN_PROJECT 也可以生成镜像,但须使用 ``esptool.py````parttool.py`` 或自定义构建系统目标手动烧录。
有时基本目录中的内容是在构建时生成的,用户可以使用 DEPENDS/SPIFFS_IMAGE_DEPENDS 指定目标,因此可以在生成镜像之前执行此目标::
add_custom_target(dep COMMAND ...)
spiffs_create_partition_image(my_spiffs_partition my_folder DEPENDS dep)
请参考 :example:`storage/spiffsgen`,查看示例。
mkspiffs
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用户也可以使用 `mkspiffs <https://github.com/igrr/mkspiffs>`_ 工具创建 SPIFFS 分区镜像。与 ``spiffsgen.py`` 相似,`mkspiffs <https://github.com/igrr/mkspiffs>`_ 也可以用于从指定文件夹中生成镜像,然后使用 ``esptool.py`` 烧录镜像。
该工具需要获取以下参数:
- **Block Size**4096SPI flash 标准)
- **Page Size**256SPI flash 标准)
- **Image Size**:分区大小(以字节为单位,可从分区表中获取)
- **Partition Offset**:分区起始地址(可从分区表中获取)
运行以下命令,将文件夹打包成 1 MB 大小的镜像::
mkspiffs -c [src_folder] -b 4096 -p 256 -s 0x100000 spiffs.bin
运行以下命令,将镜像烧录到 {IDF_TARGET_NAME}偏移量0x110000::
python esptool.py --chip {IDF_TARGET_PATH_NAME} --port [port] --baud [baud] write_flash -z 0x110000 spiffs.bin
选择合适的 SPIFFS 工具
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上面介绍的两款 SPIFFS 工具功能相似,需根据实际情况,选择合适的一款。
以下情况优先选用 ``spiffsgen.py`` 工具:
1. 仅需在构建时简单生成 SPIFFS 镜像,请选择使用 ``spiffsgen.py``,因为 ``spiffsgen.py`` 可以直接在构建系统中使用函数或命令生成 SPIFFS 镜像。
2. 主机没有可用的 C/C++ 编译器时,可以选择使用 ``spiffsgen.py`` 工具,因为 ``spiffsgen.py`` 不需要编译。
以下情况优先选用 ``mkspiffs`` 工具:
1. 如果用户除了需要生成镜像外,还需要拆包 SPIFFS 镜像,请选择使用 ``mkspiffs`` 工具,因为 ``spiffsgen.py`` 目前尚不支持此功能。
2. 如果用户当前环境中 Python 解释器不可用,但主机编译器可用,或者有预编译的 ``mkspiffs`` 二进制文件,此时请选择使用 ``mkspiffs`` 工具。但是,``mkspiffs`` 没有集成到构建系统,用户必须自己完成以下工作:在构建期间编译 ``mkspiffs`` (如果未使用预编译的二进制文件),为输出文件创建构建规则或目标,将适当的参数传递给工具等。
另请参阅
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- :doc:`分区表 <../../api-guides/partition-tables>`
应用示例
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:example:`storage/spiffs` 目录下提供了 SPIFFS 应用示例。该示例初始化并挂载了一个 SPIFFS 分区,然后使用 POSIX 和 C 库 API 写入和读取数据。请参考 ``example`` 目录下的 README.md 文件,获取详细信息。
高级 API 参考
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.. include-build-file:: inc/esp_spiffs.inc