RT-thread应用讲解——文件系统

前言

在操作系统中，文件系统是很常用的，能够让我们很方便的进行文件的建立、存入、读出、修改等操作。文件系统需要依赖储存设备（比如：FLASH、SD卡，U盘），我这里基于外置flash来做文件系统。

RT-thread官网也有关于文件系统的教程。
虚拟文件系统：
https://www.rt-thread.org/document/site/#/rt-thread-version/rt-thread-standard/programming-manual/filesystem/filesystem
在STM32F429上应用文件系统：
https://www.rt-thread.org/document/site/#/rt-thread-version/rt-thread-standard/application-note/components/dfs/an0012-dfs

特别说明：本教程的配置介绍
MCU：STM32F429VET6
FLASH：W25Q32
RT-thread 源码版本：v4.0.3

提示：本教程对硬件没有什么要求，使用stm32f429举例只是因为我现在手上只有这一块板子，我用的最多的还是stm32f407和stm32f103，配置的流程都是一样的。软件版本不同，可能会有区别，比如RT-thread官网上面的教程就和本教程就有点区别，原因是官网的教程使用的是旧版本的bsp，ENV的配置有点不同。

一、挂载FLASH

这个在上一讲已经介绍过了，没看过的同学可以先看下上一讲的内容。
RT-thread应用讲解——norflash

二、ENV配置

对于ENV我就不多做介绍了，我前面发布的教程都介绍过了，RT-thread官网上也有很详细的说明。
env使用方法：https://www.rt-thread.org/document/site/programming-manual/env/env/#bsp-menuconfig
输入以下指令，打开配置页面。

menuconfig

1、使能文件系统

在这里插入图片描述

2、设置扇区大小

扇区大小表示可处理的最大字节数。设置的值需要根据存储器件手册确定，不能小于存储器件的最小可擦除扇区。我用的是外置FLASH，设置成4096，小于4096的话是会有问题的。
在这里插入图片描述

3、打开libc

因为要使用一些C库函数，所以需要打开libc功能。
在这里插入图片描述

4、重新生成工程

设置完之后保存退出，然后重新生成工程即可。
在env输入下面的命令，重新生成新的工程。
提示：会使用env的话应该都知道这个操作，不多说了。

scons --target=mdk5

特别说明：文件系统还有其他配置，我就不一一介绍了，感兴趣的同学可以自己研究一下。
我这里重点讲解下面这个配置。
在这里插入图片描述
这个是文件系统挂载的最大数量，如果需要把多个存储设备挂载到文件系统，就要检查一下这个配置。比如我要把外置flash，sd卡和u盘都挂到文件系统，那这个最大数量至少要设置为3，不然的话就会有一些设备挂载不上去了。
还有一点，不同的设备同时挂载的话，每个设备挂载的路径都不能相同。

三、挂载文件系统

挂载文件系统只需要把下面这段加到工程里面调用就行了。

int mnt_init(void)
{
    
    
    if (dfs_mount("norflash0", "/", "elm", 0, 0) == 0)  // "norflash0":挂载的设备名称，"/":挂载路径，这里挂载到跟目录下
    {
    
    
        rt_kprintf("norflash0 mount successful! \n");
    }
    else
    {
    
    
        dfs_mkfs("elm", "norflash0");  // 如果是第一次挂载文件系统必须要先格式化
        if(dfs_mount("norflash0", "/", "elm", 0, 0) != 0)
        {
    
    
            rt_kprintf("norflash0 mount failed! \n");
        }
        else
        {
    
    
            rt_kprintf("norflash0 mount successful! \n");
        }
    }

    return 0;
}
INIT_ENV_EXPORT(mnt_init);

提示：挂载的设备名称必须要和第一步挂载flash时自定义的名称一致。否则会挂载失败，其次，如果这个flash是第一次挂载那需要先格式化，可以手动输msh入命令格式化（如：mkfs -t elm norflash0），也可以像我这里用代码自动格式化。

四、运行测试

正常运行的日志如下：
在这里插入图片描述
我这里一开始调试的时候出现了一个奇怪的问题，log提示的是空间不足，env重新配置文件系统的参数，重新生成工程之后就一直没有出现了，到最后一直复现不出来，也没找到原因，这里特意记录一下，如果你们有类似的情况，找到原因的话记得评论区吱一声哈。
在这里插入图片描述

挂载成功之后，可以手动输入一些文件操作的命令测试一下，和linux的操作是基本一致的。RT-thread的软件包里面也有一些文件系统的demo，可以自行添加测试。
在这里插入图片描述

五、进阶学习

上面的例子是把整个片外flash挂载到文件系统，但是我们在实际的应用中片外flash可能会同时使用多个功能，比如OTA，easyflash、文件系统等，这个时候为了避免数据冲突，我们就要先把flash分成几个区域，然后把其中一个分区单独挂载到文件系统，这样的话就不用担心读写文件的时候会把其他分区的数据给覆盖掉。

关于FLASH分区的内容，请参考我另外一篇博客。
RT-thread应用讲解——FLASH分区

分区分好之后就很简单了，我们原来是把文件系统挂载到flash的设备名称，现在只要改成分区名称即可。

例如：我原来外置flash的设备名称是"norflsh0"，现在分了几个区域，如下图所示。
我现在把文件系统单独挂载到"filesystem"分区即可，当然，挂载到其他分区也是可以的，分区命名和分区大小、位置这些都是可以自定义的。
在这里插入图片描述

示例代码如下：

int mnt_init(void)    
{
    
    
    fal_init();                          // 这个函数只能调用一次，这里调用了其他地方就不能用
    fal_blk_device_create("filesystem"); // 注意调用该函数前必须要先调用fal_init函数初始化
    if (dfs_mount("filesystem", "/", "elm", 0, 0) == 0)  // "filesystem":挂载的分区名称，"/":挂载路径，这里挂载到跟目录下
    {
    
    
        rt_kprintf("filesystem mount successful! \n");
    }
    else
    {
    
    
        dfs_mkfs("elm", "filesystem");  // 如果是第一次挂载文件系统必须要先格式化
        if(dfs_mount("filesystem", "/", "elm", 0, 0) != 0)
        {
    
    
            rt_kprintf("filesystem mount failed! \n");
        }
        else
        {
    
    
            rt_kprintf("filesystem mount successful! \n");
        }
    }

    return 0;
}
INIT_ENV_EXPORT(mnt_init);
// MSH_CMD_EXPORT(mnt_init, mnt_init);

提示：fal_blk_device_create()函数要在fal_init()之后调用，否则会出现找不到filesystem分区的问题，因为分区表还没有被加载。

运行结果：
在这里插入图片描述

六、结束语

好了，关于文件系统的讲解就到这里了，我这里只用了外置flash，如果是用sd卡或者其他设备，除了第一步挂载存储设备不同，其他的流程基本是一样的，如果你还有什么问题，欢迎评论区留言。如果这篇文章能够帮到你，就给我点个赞吧，如果想了解更多RT-thread和单片机的内容，可以关注一下博主，后续我还会继续分享更多的经验给大家。

教程相关源码：
https://pan.baidu.com/s/1N2D8dM31deKIqNqaIQfPiA
提取码：7nsx

RT-thread相关教程汇总：https://blog.csdn.net/ShenZhen_zixian/article/details/120563891