网站导航
> 技术文档 > 【Zephyr开发实践系列】09_LittleFs文件系统操作

【Zephyr开发实践系列】09_LittleFs文件系统操作

网友: 技术文档 2025-07-26 19:57:25

文章目录

  • 前言
    • 编写目的
    • 术语和缩写词
    • 方案选择
  • 一、Littlefs介绍
  • 二、Littlefs搭建步骤
    • 1.设备树构建
    • 2.自动挂载流程（二选一）
      • 2.1设备树启用自动挂载
      • 2.2 在 littlefs_fs.c 中，设备树宏会被展开
      • 2.3 模块注册初始化
      • 2.4 初始化阶段
        • 2.4.1注册Littlefs文件系统到总文件系统
        • 2.4.2 检查自动挂载标志
      • 2.5 挂载函数调用
    • 3.手动挂载流程（二选一）
      • 3.1设备树注释自动挂载
      • 3.2 外部声明挂载结构
      • 3.3 基础方式挂载
    • 4. 基础应用
  • 总结

前言

编写目的

 本文档旨在为开发者介绍Littlef’s文件系统相关配置使用指南。通过本文档，开发者可以了解系统支持的文件系统类型、文件系统的挂载与使用方法、文件操作接口以及文件系统相关的配置选项，帮助开发者在嵌入式环境中高效、安全地使用文件系统功能，实现数据的持久化存储和管理。

术语和缩写词

术语和缩写词 解释 文件系统 用于组织和存储数据的方法，管理文件的创建、读取、写入、删除等操作，提供数据持久化存储能力 littlefs 为闪存设计的轻量级文件系统，具有掉电保护和磨损均衡功能，适用于资源受限的嵌入式设备 fatfs 一种广泛使用的文件系统格式，兼容性好，支持长文件名，适用于SD卡、U盘等可移动存储设备

方案选择

 Zephyr 操作系统支持 fatfs 和 littlefs，因为 SPINAND 存在坏块，而 littlefs 支持坏块管理，所以选择 littlefs 作为外部NAND-Flash文件系统。

一、Littlefs介绍

请参考优秀博客：
Little介绍
单片机移植操作

二、Littlefs搭建步骤

Littlefs系统原函数文件路径：zephyr/subsys/fs/littlefs_fs.c
该文件作用说明：

  • LittleFS 文件系统驱动原函数实现
  • 双存储后端支持
  • 设备树驱动的自动挂载（若设备树启动：autonount属性）
  • 内存管理和线程安全
  • 通过 SYS_INIT 在系统启动时自动初始化（注册文件系统框架）

1.设备树构建

/ {fstab {compatible = \"zephyr,fstab\";lfs1: lfs1 {compatible = \"zephyr,fstab,littlefs\"; //标识符read-size = ; // 数据块读取的最小大小，所有读取都将是此值的倍数prog-size = ; // 数据块写入的最小大小，所有写入都将是此值的倍数cache-size = ; //缓存的大小，必须是 flash page size 的倍数lookahead-size = ; //lookahead 缓冲区大小,必须是8的倍数block-cycles = ; //用于动态磨损均衡，将数据移动到另一个块之前的擦除次数partition = <&lfs1_partition>; //挂载分区mount-point = \"/lfs1\"; //挂载点automount; //启用自动挂载（自动：littlefs_fs.c挂载。手动：fs_mount函数挂载）};};};&flash0 {partitions {compatible = \"fixed-partitions\";#address-cells = ;#size-cells = ;/* Use second half of flash for the filesystem. */lfs1_partition: partition@100000 {label = \"storage\";reg = ;};};};

易错点：若重复挂载会返回错误
可使用**fs_statvfs()**检查后再挂载。

2.自动挂载流程（二选一）

2.1设备树启用自动挂载

fstab { compatible = \"zephyr,fstab\"; lfs1: lfs1 { ....... automount; // 启用自动挂载 ....... };};

2.2 在 littlefs_fs.c 中，设备树宏会被展开

//匹配设备树：#define DT_DRV_COMPAT zephyr_fstab_littlefs// DT_INST_FOREACH_STATUS_OKAY(DEFINE_FS) 展开为：#define DEFINE_FS(inst) \\static struct fs_littlefs fs_data_0 = { \\ .cfg = { \\ .read_size = 1, \\ .prog_size = 16, \\ .cache_size = 256, \\ .lookahead_size = 32, \\ .read_buffer = read_buffer_0, \\ .prog_buffer = prog_buffer_0, \\ .lookahead_buffer = lookahead_buffer_0, \\ }, \\}; \\struct fs_mount_t z_fsmp_lfs1 = { \\ .type = FS_LITTLEFS, \\ .mnt_point = \"/lfs1\", \\ .fs_data = &fs_data_0, \\ .storage_dev = (void *)0, \\ .flags = FS_MOUNT_FLAG_AUTOMOUNT, \\};

2.3 模块注册初始化

// 文件系统初始化优先级：CONFIG_FILE_SYSTEM_INIT_PRIORITY// littlefs_fs.c 中的 SYS_INIT 宏SYS_INIT(littlefs_init, POST_KERNEL, CONFIG_FILE_SYSTEM_INIT_PRIORITY);// 系统启动时自动调用 littlefs_init()

2.4 初始化阶段

2.4.1注册Littlefs文件系统到总文件系统
 // 注册 LittleFS 文件系统驱动 int rc = fs_register(FS_LITTLEFS, &littlefs_fs); if (rc != 0) { LOG_ERR(\"Failed to register LittleFS driver: %d\", rc); return rc; }
2.4.2 检查自动挂载标志
if ((mp->flags & FS_MOUNT_FLAG_AUTOMOUNT) != 0) { // 执行自动挂载 int rc = fs_mount(mp); if (rc < 0) { LOG_ERR(\"Automount %s failed: %d\", mp->mnt_point, rc); } else { LOG_INF(\"Automount %s succeeded\", mp->mnt_point); } } // 如果没有 automount 标志，直接返回，不执行挂载

2.5 挂载函数调用

int fs_mount(struct fs_mount_t *mp){ ...... // 检查是否已经挂载 if (mp->fs != NULL) { return -EBUSY; // 已经挂载 } // 调用文件系统特定的挂载函数 int rc = fs->mount(mp); if (rc == 0) { // 5. 挂载成功，更新挂载点信息 mp->fs = fs; mp->mountp_len = strlen(mp->mnt_point); } .......}

3.手动挂载流程（二选一）

3.1设备树注释自动挂载

fstab { compatible = \"zephyr,fstab\"; lfs1: lfs1 { ....... //automount; //注释关闭掉 ....... };};

3.2 外部声明挂载结构

// 在应用程序中声明外部挂载结构FS_FSTAB_DECLARE_ENTRY(FS_PARTITION_NODE);// 展开为：extern struct fs_mount_t z_fsmp_lfs1;

3.3 基础方式挂载

#include #include void basic_mount_example(void){ // 1. 获取挂载结构指针 struct fs_mount_t *mp = &FS_FSTAB_ENTRY(FS_PARTITION_NODE); // 2. 执行挂载 int rc = fs_mount(mp); if (rc < 0) { printk(\"Mount failed: %d\\n\", rc); return; } printk(\"Mount succeeded at %s\\n\", mp->mnt_point);}

4. 基础应用

简化版Demo：

/* * 最简 LittleFS 测试 */#include #include #include #include int main(void){ struct fs_file_t file; char buffer[64]; int res; printk(\"Simple LittleFS Test\\n\"); // 挂载文件系统 FS_LITTLEFS_DECLARE_DEFAULT_CONFIG(storage); static struct fs_mount_t lfs_mount = { .type = FS_LITTLEFS, .fs_data = &storage, .storage_dev = (void *)FIXED_PARTITION_ID(storage_partition), .mnt_point = \"/lfs\", }; res = fs_mount(&lfs_mount); if (res != 0) { printk(\"Mount failed: %d\\n\", res); return 0; } printk(\"Mounted successfully\\n\"); // 写入文件 fs_file_t_init(&file); res = fs_open(&file, \"/lfs/hello.txt\", FS_O_CREATE | FS_O_WRITE); if (res == 0) { fs_write(&file, \"Hello LittleFS!\", 15); fs_close(&file); printk(\"File written\\n\"); } // 读取文件 res = fs_open(&file, \"/lfs/hello.txt\", FS_O_READ); if (res == 0) { res = fs_read(&file, buffer, sizeof(buffer) - 1); if (res > 0) { buffer[res] = \'\\0\'; printk(\"Read: %s\\n\", buffer); } fs_close(&file); } // 卸载 fs_unmount(&lfs_mount); printk(\"Test completed\\n\"); return 0;}

更完善Demo请参考官方Littlefs例程：Littlefs_demo

总结

无论使用自动挂载还是使用手动挂载，Littlefs_Moudle都会在启动阶段进行初始化。手动挂载具有搭配（条件挂载、错误处理、状态检测、性能监控的优势），提供了更大的灵活性和控制力，具体可通过Shell进行测试与体验。

网络标签：

相关问题