LittleFS - 一个高度完整的嵌入式文件系统、移植使用教程

fitpolo

于 2025-07-25 10:02:07 发布

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分类专栏： Nordic 文章标签：单片机

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/qq_31806069/article/details/149629948

介绍

LittleFS 由ARM官方发布，ARM mbedOS的官方推荐文件系统，具有轻量级，掉电安全的特性。主要用在微控制器和flash上，特点如下：

掉电恢复，在写入时即使复位或者掉电也可以恢复到上一个正确的状态。
擦写均衡，有效延长flash的使用寿命。例如W25QXX系列的spi接口的flash，擦写次数大概在10万次，如果是操作flash比较频繁那么这10万次很快就会到达上限从而导致芯片废掉。
有限的RAM/ROM，相对于FATFS节省ROM和RAM空间
缺点：不兼容windows。

移植

LittleFS的移植是比较简单的，但是移植接口官方说的不是很明白，并且提供了动态内存和静态内存两种使用方式，所以还是有一些需要注意的地方，本教程基于nordic52840+内部FLASH芯片进行移植教程。

解压LittleFS源码后，我们只需要将这四个文件加入我们的工程即可：
在这里插入图片描述
我还新建了一个lfs_port.c文件，将这个文件作为移植接口：

lfs_config 说明

void *context ：用于给底层块设备传参，比如：要写入的文件信息、位置、大小、是否有坏块等。该参数的数据结构由底层块设备驱动来定义。如果不需要传参的话可以不赋值
int (*read) ：块设备读取函数指针
int (*prog) ：块设备写入函数指针，写入前必须保证该写入块已经被擦除过
int (*erase) ：块设备擦除函数指针
int (*sync) ：块设备同步函数指针，若块设备不需要同步操作，可以直接返回成功
lfs_size_t read_size ：最小读取字节数，所有的读取操作字节数必须是它的整数倍
lfs_size_t prog_size ：最小写入字节数，所有的写入操作字节数必须是它的整数倍
lfs_size_t block_size ：擦除块操作的字节数，该选项不影响 RAM 消耗，可以比物理擦除尺寸大，但是每个文件至少占用一个块，必须是读取和写入操作字节数的整数倍
lfs_size_t block_count ：设备上可擦除块的数量，block_size x block_count = 块设备容量
int32_t block_cycles ：littlefs 系统删除元数据日志并将元数据移动到另一个块之前的擦除周期数。建议取值范围为 100 ~ 1000，较大数值有较好的性能但是会导致磨损分布不一致，若取值 -1 的话，即为禁用块级磨损均衡
lfs_size_t cache_size ：块缓存大小，每个缓存都会在 RAM 中缓冲一部分块数据，littlefs 系统需要一个读取缓存、一个写入缓存，每个文件还需要一个额外的缓存。更大的缓存可以通过存储更多的数据并降-低磁盘访问数量等手段来提高性能
lfs_size_t lookahead_size ：先行缓冲大小，更大的先行缓冲可以提高分配操作中可被发现的块数量。即分配块时每次分配多少个块，16就表示每次分配16个块。先行缓冲以 bit 位形式来存储，故 RAM 中的-一个字节对应8个块。该值必须是8的整数倍
int (*lock) ：块设备加锁函数指针，需定义 LFS_THREADSAFE 宏才可用，若不需要多线程操作可不赋值
int (*unlock) ：块设备解锁函数指针，需定义 LFS_THREADSAFE 宏才可用，若不需要多线程操作可不赋值
void *read_buffer ：可选参数。读取静态缓冲区指针。若目标MCU不支持动态分配堆内存的话，就需要定义这个参数，用于在栈内分配静态变量
void *prog_buffer ：可选参数。写入静态缓冲区指针。若目标MCU不支持动态分配堆内存的话，就需要定义这个参数，用于在栈内分配静态变量
void *lookahead_buffer ：可选参数。先行分配静态缓冲区指针，需要32bit对齐。若目标MCU不支持动态分配堆内存的话，就需要定义这个参数，用于在栈内分配静态变量

在使用 LittleFS 文件系统的地方还需要定义3个变量：

lfs_t lfs; // lfs 文件系统对象
lfs_file_t file; // lfs 文件对象
struct lfs_config cfg; // lfs 文件系统配置结构体

在lsf_port.c文件实现接口函数和测试代码




#include "lfs_port.h"
#include "lfs.h"
#include "in_flash_manage.h"
// variables used by the filesystem

__align(4) static uint8_t  m_lfs_buf[PAGE_SIZE+16];
__align(4) static uint8_t  m_lfs_read_buf[PAGE_SIZE+16];
__align(4) static uint8_t  m_lfs_prog_buf[PAGE_SIZE+16];
__align(4) static uint8_t  m_lfs_lookahead_buf[PAGE_SIZE+16];

#pragma pack(1)
lfs_t  lfs;
lfs_file_t  file