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15 存儲設備應用開發

15.1 SD/TF卡，U盤使用步驟

15.1.1 SD/TF卡，U盤的硬件接口

? 如上圖的100ask6ull開發板，⑦為USB口，U盤從這里插入；?為mico sd卡槽，micro sd卡可以直接從這里插入。

? 注：micro sd卡也叫tf卡，它是sd卡類的一種，還有sd卡，mini sd卡等，我們簡稱這一類都叫sd卡。

15.1.2 確定設備點

①U盤確定設備點

? 下圖是未插入U盤前/dev/目錄下的內容

? 當我們插入U盤后/dev/目錄下的內容為下圖

? 由這兩幅圖，可以清楚看到插入U盤后，/dev/目錄下多了sda，sda1，很顯然這兩個東西就是和我們的U盤有關的。

? 當我們插入U盤linux系統一般都會提示該設備節點是哪個，下圖就是當我們插入U盤后我們串口終端接收的信息，上面提示了有U盤插入，同時設備節點是sda

? sd表示這是個scsi，sata硬盤設備。

? a：表示這是第一塊硬盤，

? 1：這是這塊硬盤的第一個分區，同時也是主分區。

? 根據以上內容，我們應該就能看出sda，sda1表示什么意思了。

? sda表示整個U盤存儲設備

? sda1表示是sda的第一個分區。

②SD卡確定設備點

? 下圖是未插入SD卡前/dev/目錄下的內容

? 當我們插入SD卡后/dev/目錄下的內容為下圖

? 由這兩幅圖，可以清楚看到插入SD卡后，/dev/目錄下多了mmcblk0，mmcblk0p1，很顯然這兩個東西就是和我們的SD卡有關的。

? 當我們插入sd卡，linux系統一般都會提示該設備節點是哪個，下圖就是當我們插入sd卡后我們串口終端接收的信息，上面提示了有sd卡插入，同時設備節點是mmcblk0

? mmc 應該是 sd 的前身，所以sd與mmc 的驅動通用，于是Linux 就把設備節點名稱延續下來了。

blk表示這是塊設備，隨后跟的數字是該設備的編號blk0，表示編號為0的塊設備，區分塊設備用的。

? p表示是分區，p1 表示這是第一個分區。

? 根據以上內容，我們應該就能看出mmcblk0，mmcblk0p1表示什么意思了。

? mmcblk0表示整個sd卡設備

? mmcblk0p1表示這是sd卡設備的第一個分區。

15.1.3 分區

? 我們使用fdisk工具來分區，

? 執行fdisk /dev/mmcblk0后，輸入m（進入菜單功能選項）進入 fdisk 畫面：

? 常用的是：d l m p q t w命令

? 我們嘗試利用剩余空間增加一個分區

? 此時按下w 就可以將分區信息存儲到分區表中，并離開 fdisk；如果你決定這樣的操作不對，也可以直接按下 q 取消剛剛的fdisk工具的所有動作，并退出fdisk。

15.1.4 格式化并掛載

? 上一小節，我們新建立了一個分區，我們的第二個分區為 /dev/mmcblk0p2 ，分區類型為 Linux ,此時我們可以mkfs.ext3 /dev/mmcblk0p2對其進行格式化

? 此時我們可以用mount命令掛載該分區到我們想要的目錄

mount -t ext3 /dev/mmcblk0p2 /mnt/

? 通過df –Th命令查看是否掛載成功。

? 當然我們也可以掛載mmcblk0p1這個分區，也是先指定某種文件系統格式化該分區，然后再用mount命令指定掛載的格式的同時掛載，最后df –Th命令查看是否掛載成功。

? U盤的分區，格式化，掛載等操作和sd卡一致，只是將/dev/mmcblk0 變成了/dev/sda1。

15.1.5 介紹分區表

? 上圖是利用fdisk 里的p功能字，打印分區表功能顯示的。

? Device：表示這是哪一個分區，這里表示是mmcblk0的的一個分區；

? Boot：表示啟動引導標志；

? StartCHS：分區開始的柱面、磁頭、扇區；

? EndCHS：分區結束的柱面、磁頭、扇區；

? StartLBA：邏輯塊地址起始位置；

? EndLBA： 邏輯塊地址結束位置；

? Sectors： 扇區數量；

? Size：分區大小。

? Id與Type：成對出現，id表示文件系統類型編號，type表示文件系統類型標記

? 注：這里的Id與Type其實只是做個標記，并沒有實際變成我們想要的文件系統格式，因此如果需要掛載時，還需要用mkfs相關命令的格式化為對應文件系統格式后再掛載。

15.2 自動掛載U盤

15.2.1 udev規則

? udev是Linux（linux2.6內核之后）默認的設備管理工具。udev 以守護進程的形式運行，通過偵聽內核發出來的 uevent 來管理 /dev目錄下的設備文件。通過udev編寫對應規則，實現設備節點變化時做出規定的動作，例如本節所說的熱拔插實驗、

? udev常用的規則我們了解下。

? 1）規則文件中以 "#" 開頭的行以及空行將被忽略；

 2）規則文件必須以 .rules 作為后綴名，否則將被忽略；

 3）規則文件分別位于： 系統規則目錄(/usr/lib/udev/rules.d)、 運行時規則目錄(/run/udev/rules.d)、 本機規則目錄(/etc/udev/rules.d)，/etc/ 的優先級最高、 /run/ 的優先級居中、 /usr/lib/ 的優先級最低，也就是說我們可以在本機規則目錄(/etc/udev/rules.d)下添加新的規則，它優先級最高，如果存有低優先級的同類規則，也會被高優先級的新規則替換掉，規則文件開頭的數字越小它的執行順序越靠前。

 4）"鍵"有兩種類型：匹配與賦值。 如果某條規則的所有匹配鍵的值都匹配成功，那么就表示此條規則匹配成功， 也就是此條規則中的所有賦值鍵都會被賦予指定的值。

? 匹配類：

? ①“==”等于；

? ②“!=”不等于；

? ③“ACTION”匹配事件的動作，例如"add"表示插入一個設備；

? ④“KERNEL”匹配設備的內核名稱，如sda；

? ⑤“SUBSYSTEM” 所屬的子系統。例如"sound"或"net"等。

? 賦值類：

? ①“=”，為鍵賦予指定的值；

? ②“LABEL”設置一個可用作 GOTO 跳轉目標的標簽；

? ③“GOTO” 跳轉到下一個匹配的 LABEL 標簽所在的規則；

? ④“RUN”{類型}對于每一個設備事件來說，在處理完規則之后，都可以再接著執行一個程序列表(默認為空)。 不同的"類型"含義如下："program"一個外部程序， 如果是相對路徑， 那么視為相對于 /usr/lib/udev 目錄。 否則必須使用絕對路徑。如果未明確指定"類型"， 那么這是默認值。"builtin"與 program 類似，但是僅用于表示內置的程序。程序名與其參數之間用空格分隔。 如果參數中含有空格，那么必須使用單引號(')界定。僅可使用運行時間非常短的前臺程序， 切勿設置任何后臺守護進程或者長時間運行的程序

?

? 如需更加詳細關于udev內容可以參考這兩篇文章《udev 中文手冊 [金步國]》，《Writing udev rules.html》文章鏈接已保存在本章對應目錄下。

15.2.2 正則表達式

? 在udev的設備匹配上用到正則表達式，我們大致了解下，如需更加詳細的內容可以參考這篇文章《正則表達式30分鐘入門教程》，文章鏈接已保存在本章對應目錄下。

①在電腦上查找文件，如果需要找‘.c’文件，我們通常會用‘*.c’就可以查找全部的‘.c’文件，如下圖

這里使用的 * 就是通配符，表示任意字符。

②如果我們想要更加精確的表達的話就無能為力了，因此引入了正則表達式。

·：表示任意字符（換行符除外）；

*：表示重復0次或更多次；

+：表示重復1次或更多次；

？：表示重復0次或1次；

[~]：表示這里面的字符里的某一個，例如[abc]表示abc中的其中一個，[1-9]表示1至9的其中一個。

? 例如leds?[1-3]，其中s？表示s出現0次或者1次，[1-3]？表示1至3的某一個，出現0次或1次，根據以上信息匹配的結果就是leds，led1，led2，led3。我們通過一個語句就匹配了4個設備，多么簡練。

15.2.3 自動掛載U盤

①創建用于掛載U盤的目錄

mkdir /mnt/usb –p

②在/etc/udev/rules.d目錄下添加用于檢測U盤插入規則（add），終端下執行以下命令創建第一個U盤插入規則。

vim /etc/udev/rules.d/11-add-usb.rules 

在11-add-usb.rules中添加如下內容：

ACTION!="add",GOTO="END"
KERNEL=="sda[0-9]",RUN+="/etc/mount-usb.sh %k"
LABEL="END"

? 上面的內容意思是：如果不是add添加事件，那么就跳到END標簽處結束，如果是add事件那么執行以下規則，如果添加的設備是sda0至sda9中任意一個，那么就執行RUN后面的內容，此處是一個腳本，一個掛載U盤的腳本，它還帶有個參數%k，表示kernel的值。

? 然后在/etc/目錄下創建mount-usb.sh腳本

? 在mount-usb.sh中添加如下內容：

#!/bin/sh
mount  -t vfat /dev/$1 /mnt/usb
sync

? 上面的內容意思是：#!/bin/sh表示是腳本文件，按腳本文件解析，mount -t vfat /dev/$1 /mnt/usb表示按vfat格式將/dev/$1掛載到/mnt/usb目錄下，其中這里的$1就是之前規則里傳入進來的%k，也就是kernel值。Sync表示同步U盤數據。

? 最后記得給腳本文件添加執行權限。

chmod +x /etc/mount-usb.sh

③在/etc/udev/rules.d目錄下添加用于檢測U盤移出規則（remove），終端下執行以下命令創建第U盤移出規則。

vim /etc/udev/rules.d/11-remove-usb.rules

在11-remove-usb.rules中添加如下內容：

ACTION!="remove",GOTO="END"
KERNEL=="sda[0-9]",RUN+="/etc/umount-usb.sh %k"
LABEL="END"

上面的內容意思是：如果不是remove添加事件，那么就跳到END標簽處結束，如果是remove事件那么執行以下規則，如果移出的設備是sda0至sda9中任意一個，那么就執行RUN后面的內容，此處是一個腳本，一個卸載U盤的腳本，它還帶有個參數%k，表示kernel的值。

? 然后在/etc/目錄下創建umount-usb.sh腳本

? 在umount-usb.sh中添加如下內容：

#!/bin/sh
sync
umount /mnt/usb

? 上面的內容意思是：#!/bin/sh表示是腳本文件，按腳本文件解析，先同步U盤數據，然后再卸載，其中這里的$1就是之前規則里傳入進來的%k，也就是kernel值。

? 最后記得給腳本文件添加執行權限。

chmod +x /etc/umount-usb.sh

④設置好規則后，當我們插入U盤，執行df –Th就會顯示如下圖

 表明/dev/sda1已經成功掛載在/mnt/usb目錄下了。

? 注1： vfat格式也就是fat32格式，使用vfat格式是由于windows操作系統與linux操作系統都支持，這樣U盤就可以在windows操作系統與linux操作系統之間作為交換文件的介質。

? 注2：Linux 系統中欲寫入U盤等存儲介質內時，有的時候為了效率起見，會寫到 filesystem buffer 中，這個 buffer 是一塊記憶體空間，如果欲真正的寫入U盤等存儲介質內需要執行sync 指令，它會將存于 buffer 中的數據強制寫入U盤等存儲介質內，這也是為什么腳本里在要加入sync的原因。

15.3 掛載后就是一般的讀寫文件

? 成功掛載后，我們就可以在掛載目錄下進行創建，修改等文件操作，就等同于操作U盤上的文件。

  如上圖，我們在終端使用以下命令創建兩個文本文件。

touch /mnt/usb/111.txt
touch /mnt/usb/222.txt

? 然后再拔出U盤，插到電腦中查看是否存在111.tx與222.txt

? 我們可用在上面添加些內容，然后再插入開發板，查看電腦上修改的內容在開發板上是否顯示。在111.txt中添加abc，在222.txt中添加100ask，保存，彈出U盤，插入開發板。 通過cat命令查看內容，如下圖

? 顯示的內容正確，以后我們就可以通過U盤把電腦的東西往開發板上搬了。