# `uos` – 基本操作系统服务

该模块提供了部分 CPython 操作系统模块的功能子集。有关详细信息，请参阅原始 CPython 文档：[os](https://docs.python.org/3.5/library/os.html#module-os)。

`uos` 模块包含用于文件系统的访问与挂载、终端重定向与复制，以及诸如 `uname` 和 `urandom` 等系统信息和随机数生成函数。

## 函数

### 基础功能

#### `uname`

```python
uos.uname()
```

返回一个包含有关底层机器及其操作系统信息的元组。该元组包含以下五个字段，每个字段均为字符串：

- `sysname`  – 底层操作系统名称。
- `nodename`  – 节点名称（可能与 `sysname` 相同）。
- `release`  – 操作系统的版本号。
- `version`  – MicroPython 版本及构建日期。
- `machine`  – 硬件标识符（如主板型号、CPU 类型等）。

#### `urandom`

```python
uos.urandom(n)
```

生成并返回包含 `n` 个随机字节的字节对象。随机字节尽可能由硬件随机数生成器提供。

#### `cpu_usage`

```python
uos.cpu_usage()
```

返回当前系统 CPU 的使用率，范围为 `0` 到 `100`。

### 文件系统操作

#### `chdir`

```python
uos.chdir(path)
```

更改当前工作目录。

#### `getcwd`

```python
uos.getcwd()
```

获取当前工作目录的路径。

#### `ilistdir`

```python
uos.ilistdir([dir])
```

返回指定目录（或当前目录）的条目信息。该函数生成一个元组迭代器，其中每个元组的形式为 `(name, type, inode [, size])`。

- `name`：条目名称，字符串类型。
- `type`：条目类型，目录为 `0x4000`，普通文件为 `0x8000`。
- `inode`：文件系统的 inode 值，对于不支持 inode 的文件系统则为 `0`。
- `size`（可选）：文件大小，若无法获取则为 `-1`。

#### `listdir`

```python
uos.listdir([dir])
```

列出指定目录中的所有条目。如果未指定目录，则列出当前目录。

#### `mkdir`

```python
uos.mkdir(path)
```

在指定路径创建一个新目录。

#### `remove`

```python
uos.remove(path)
```

删除指定路径的文件。

#### `rmdir`

```python
uos.rmdir(path)
```

删除指定路径的目录。

#### `rename`

```python
uos.rename(old_path, new_path)
```

重命名指定路径的文件或目录。

#### `stat`

```python
uos.stat(path)
```

返回指定路径的文件或目录的状态信息。

#### `statvfs`

```python
uos.statvfs(path)
```

获取指定路径文件系统的状态，返回一个元组，包含以下字段：

- `f_bsize` – 文件系统块大小。
- `f_frsize` – 片段大小。
- `f_blocks` – 文件系统总大小，以 `f_frsize` 为单位。
- `f_bfree` – 空闲块数。
- `f_bavail` – 非特权用户可用的空闲块数。
- `f_files` – inode 总数。
- `f_ffree` – 可用 inode 数量。
- `f_favail` – 非特权用户可用的 inode 数量。
- `f_flag` – 挂载标志。
- `f_namemax` – 最大文件名长度。

#### `sync`

```python
uos.sync()
```

同步所有文件系统，将挂起的写操作写入存储设备。

#### `dupterm`

```python
uos.dupterm(stream_object, index = 0)
```

在指定的 `stream` 对象上复制或切换 MicroPython 终端（REPL）。`stream_object` 必须实现 `readinto()` 和 `write()` 方法。`stream` 应以非阻塞模式运行，`readinto()` 在没有可读数据时应返回 `None`。

调用后，所有终端输出将被复制到该流对象，同时该流上提供的任何输入也将被传递到终端。`index` 参数应为非负整数，指定要设置的复制槽。

如果 `stream_object` 为 `None`，则取消指定槽的终端复制。

返回先前在指定槽中的流对象。

## 使用示例

**示例** 1：基于 FAT 文件系统的块设备实现

以下示例使用 `bytearray` 在 RAM 中模拟块设备，并基于 FAT32 文件系统进行操作：

```python
class RAMBlockDev:
    def __init__(self, block_size, num_blocks):
        self.block_size = block_size
        self.data = bytearray(block_size * num_blocks)

    def readblocks(self, block_num, buf):
        for i in range(len(buf)):
            buf[i] = self.data[block_num * self.block_size + i]

    def writeblocks(self, block_num, buf):
        for i in range(len(buf)):
            self.data[block_num * self.block_size + i] = buf[i]

    def ioctl(self, op, arg):
        if op == 4:  # 获取块数
            return len(self.data) // self.block_size
        if op == 5:  # 获取块大小
            return self.block_size
```

或：

```python
import uos

bdev = RAMBlockDev(512, 50)
uos.VfsFat.mkfs(bdev)
vfs = uos.VfsFat(bdev)
uos.mount(vfs, '/ramdisk')
```

**示例** 2：基于 SPIFFS 文件系统的块设备实现

以下示例在 RAM 中模拟 SPIFFS 文件系统的块设备：

```python
class RAMFlashDev:
    def __init__(self):
        self.fs_size = 256 * 1024
        self.fs_data = bytearray(256 * 1024)
        self.erase_block = 32 * 1024
        self.log_block_size = 64 * 1024
        self.log_page_size = 4 * 1024

    def read(self, buf, size, addr):
        for i in range(len(buf)):
            buf[i] = self.fs_data[addr + i]

    def write(self, buf, size, addr):
        for i in range(len(buf)):
            self.fs_data[addr + i] = buf[i]

    def erase(self, size, addr):
        for i in range(size):
            self.fs_data[addr + i] = 0xFF
```

使用 SPIFFS 文件系统挂载该块设备：

```python
blkdev = RAMFlashDev()
vfs = uos.VfsSpiffs(blkdev)
vfs.mkfs(vfs)
uos.mount(vfs, '/ramdisk')
```