===== Эксперимент 43. Файловая система. Файловые операции =====

Фа́йловая систе́ма (англ. file system) — порядок, определяющий способ организации, хранения и именования данных на носителях информации в компьютерах, а также в другом электронном оборудовании: цифровых фотоаппаратах, мобильных телефонах и т. п. Файловая система определяет формат содержимого и способ физического хранения информации, которую принято группировать в виде файлов. Конкретная файловая система определяет размер имен файлов (и каталогов), максимальный возможный размер файла и раздела, набор атрибутов файла. 

Файловая система связывает носитель информации с одной стороны и интерфейс для доступа к файлам — с другой. Когда прикладная программа обращается к файлу, она не имеет никакого представления о том, каким образом расположена информация на носителе, так же как и о том, на каком физическом типе носителя (CD, жёстком диске, магнитной ленте, блоке флеш-памяти или другом) он записан. Всё, что знает программа — это имя файла, его размер и атрибуты. Эти данные она получает от файловой системы. Именно файловая система устанавливает, где и как будет записан файл на физическом носителе (например, жёстком диске).

Мы уже знаем, что микроконтроллер, на базе которого построен наш конструктор имеет Flash-память с организованной на ней файловой системой. Человек может получить доступ к этой "флешке", например, через файловый менеджер среды программирования EsPy. Но наши программы тоже могут работать с файловой системой. Мы уже загружали библиотеки и даже создавали файл с данными с температурных датчиков. Но это не все возможности. Давайте познакомимся с файловой системой поближе на примере следующей программы.

==== Программный код эксперимента ====
<file arduino Exp43.ino[enable_line_numbers="2", start_line_numbers_at="1"]>
#include "LittleFS.h"
 
void listDir(String path, bool showPath) {
  Serial.println();
  File dir = LittleFS.open(path, "r");
  File file = dir.openNextFile();
  while (dir) {
    Serial.print("name: ");
    if (showPath) Serial.print(file.fullName());
    else Serial.print(file.name()); 

    if (file.isDirectory()) Serial.print(", type: folder, "); 
    else Serial.print(" type: file, "); 
    
    Serial.print("size: ");
    Serial.println(file.size());
    
    file = dir.openNextFile();
  }
}

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Serial.println();
 
  LittleFS.format();
  LittleFS.begin();

  File file = LittleFS.open("/test.txt", "w");
  file.print("Some text");
  file.close();
  listDir("/", false);

  LittleFS.mkdir("/dir");
  listDir("/", false);

  file = LittleFS.open("/dir/test2.txt", "w");
  file.print("Some other text");
  file.close();
  listDir("/dir/", false);
  listDir("/dir/", true);

  LittleFS.remove("/dir/test2.txt");
  LittleFS.rmdir("/dir");
  listDir("/", false);
  
  LittleFS.rename("/test.txt", "/test_new.txt");
  listDir("/", false);
}

void loop() {
}
</file> 

Для работы с файловой системой необходимо подключить библиотеку:
<code arduino[enable_line_numbers="2", start_line_numbers_at="1"]>
#include "LittleFS.h"
</code>

Для вывода содержимого директории мы написали специальную функцию:
<code arduino[enable_line_numbers="2", start_line_numbers_at="3"]>
void listDir(String path, bool showPath) {
  Serial.println();
  File dir = LittleFS.open(path, "r");
  File file = dir.openNextFile();
  while (dir) {
    Serial.print("name: ");
    if (showPath) Serial.print(file.fullName());
    else Serial.print(file.name()); 

    if (file.isDirectory()) Serial.print(", type: folder, "); 
    else Serial.print(" type: file, "); 
    
    Serial.print("size: ");
    Serial.println(file.size());
    
    file = dir.openNextFile();
  }
}
</code>
Она принимает два аргумента: первый — путь к директории, содержимое которой нужно вывести, второй - определяет нужно ли при выводе названия файла указывать полный путь к нему.

Создаем объект директории:
<code arduino[enable_line_numbers="2", start_line_numbers_at="5"]>
  File dir = LittleFS.open(path, "r");
</code>

Открываем первый файл:
<code arduino[enable_line_numbers="2", start_line_numbers_at="6"]>
  File file = root.openNextFile(); 
</code>

Далее в цикле ''While'' сначала выводим в зависимости от аргумента showPath имя файла/директории с указанием пути или без: 
<code arduino[enable_line_numbers="2", start_line_numbers_at="8"]>
    Serial.print("name: ");
    if (showPath) Serial.print(file.fullName());
    else Serial.print(file.name()); 
</code>

Определяем является ли объект директорией или файлом и печатаем соответствующий текст:
<code arduino[enable_line_numbers="2", start_line_numbers_at="12"]>
    if (file.isDirectory()) Serial.print(", type: folder, "); 
    else Serial.print(" type: file, ");
</code> 

Выводим размер объекта (для директории он всегда равен 0):
<code arduino[enable_line_numbers="2", start_line_numbers_at="15"]>
    Serial.print("size: ");
    Serial.println(file.size());
</code> 

В конце тела цикла открываем следующий файл в директории:
<code arduino[enable_line_numbers="2", start_line_numbers_at="15"]>
    file = dir.openNextFile();
</code> 

В следующих строках мы последовательно форматируем файловую систему и инициализируем ее.
<code arduino[enable_line_numbers="2", start_line_numbers_at="26"]>
  LittleFS.format();
  LittleFS.begin();
</code>

Создаем файл "test.txt", добавляем в него текст "Some text", закрываем файл и выводим содержимое корневой директории файловой системы: 
<code arduino[enable_line_numbers="2", start_line_numbers_at="29"]>
  File file = LittleFS.open("/test.txt", "w");
  file.print("Some text");
  file.close();
  listDir("/", false);
</code> 

Создаем в корневой директории директорию "dir" и снова выводим содержимое коневой директории:  
<code arduino[enable_line_numbers="2", start_line_numbers_at="34"]>
  LittleFS.mkdir("/dir");
  listDir("/", false);
</code>

Создаем в директории "dir" файл "test2.txt", добавляем в него текст и закрываем.
Выводим содержимое директории "dir" сначала без отображения пути файла, после с отображением:   
<code arduino[enable_line_numbers="2", start_line_numbers_at="37"]>
  file = LittleFS.open("/dir/test2.txt", "w");
  file.print("Some other text");
  file.close();
  listDir("/dir/", false);
  listDir("/dir/", true);
</code>

Удаляем сначала файл "test2.txt" в директории "dir", после саму директорию. После выводим содержимое корневой папки:  
<code arduino[enable_line_numbers="2", start_line_numbers_at="43"]>
  LittleFS.remove("/dir/test2.txt");
  LittleFS.rmdir("/dir");
  listDir("/", false);
</code>

Переименовываем файл "test.txt" в "test_new.txt" и выводим содержимое корневой директории:   
<code arduino[enable_line_numbers="2", start_line_numbers_at="47"]>
  LittleFS.rename("/test.txt", "/test_new.txt");
  listDir("/", false);
</code>

Ниже приведен полный вывод программы в последовательный порт:
<code>

name: test.txt type: file, size: 9

name: dir, type: folder, size: 0
name: test.txt type: file, size: 9

name: test2.txt type: file, size: 15

name: /dir/test2.txt type: file, size: 15

name: test.txt type: file, size: 9

name: test_new.txt type: file, size: 9
</code>

Так как программа выполняется очень быстро для того, чтобы увидеть вывод в последовательный необходимо открыть вкладку последовательного порта и нажать кнопку "Reset" на лаборатории.