remove и rename: управление файлами из скетча

Метео-будка на вышке закрыта четырьмя винтами, герметизирована по периметру и стоит в сорока минутах езды. Логгер в ней писал строку раз в секунду — около 12 байт с переводом строки, примерно мегабайт в сутки. Карта на 4 ГБ по байтам должна была жить годами, но хвосты недозаполненных кластеров на множестве мелких файлов съели её за девять месяцев, и скетч начал молча терять записи. В итоге приехала команда из двух человек с картридером и терпением: полдня на дорогу, двадцать минут на вскрытие — ради удаления файлов, которые мог бы снести сам скетч одной строкой SD.remove().

После той поездки в каждый мой логгер входит маленький блок самообслуживания: посмотреть оглавление — этому был посвящён предыдущий урок, снести лишнее, переименовать ценное. Здесь разберём весь набор операций: remove, exists, rmdir, rename — и главное, как не удалить не то. Удаление с карты необратимо: корзины в FAT не существует, поэтому добрая половина урока про защиту от собственных пальцев.

Набор короткий. SD.remove(path) удаляет файл навсегда и возвращает bool: false означает, что файла с таким именем нет, — молча, без сообщений в Serial. SD.exists(path) отвечает true или false, и та же функция работает для папок. SD.rmdir(path) сносит папку, но только пустую — с содержимым она откажется. myFile.rename(новое-имя) переименовывает файл через открытый дескриптор и тоже возвращает bool: false, если целевое имя уже занято.

Две оговорки. Rename в библиотеке SD появился не сразу: на старой версии компилятор скажет, что у класса File нет такого метода, — обновите библиотеку через менеджер и перезалейте скетч. И remove папки не трогает: для папок есть rmdir, а «удалить со всем содержимым» из скетча нельзя ни одной командой — и слава богу, ниже объясню, почему это удачное ограничение.

По цене операций есть приятный факт: rename и remove трогают только запись каталога — 32 байта служебной структуры, а данные в кластерах не копируются и не стираются. Поэтому переименование двухсотмегабайтного лога занимает миллисекунды, а не минуты чтения-записи. Отсюда же и окно восстановления после remove: содержимое физически ещё на карте, просто каталог больше не знает, что оно чьё-то, — и любой новый лог может лечь поверх этих секторов.

Отдельная история — пути. remove с именем без слэшей ищет файл в корне: если ваш лог лежит в папке, путь обязателен целиком, как в open. Я потерял десять минут на том, что удалял logs/run.log, указав в строке только имя файла, — лог спокойно жил в подпапке, remove возвращал false, а я уже подозревал карту. Правило то же, что и у open: путь либо полный, либо ничего, и проверка SD.exists перед удалением — не паранойя, а способ увидеть в Serial, что вы вообще по тому адресу ищете.

Скетч делает три обращения к карте строго по смыслу: проверить, переименовать, создать. Порядок важен. Сначала SD.exists — чтобы не гонять remove в пустоту. Потом rename текущего лога в run.old — и до создания нового, чтобы новый не успел написать ни строки. И только после этого SD.open("run.log", FILE_WRITE) создаёт файл с нуля: FILE_WRITE при отсутствии имени создаёт, а close сразу после печати фиксирует запись в каталоге — механику разбирал в уроке про запись и close. Закроете дескриптор сразу — получите честный пустой файл нового запуска, с датой в каталоге и без данных.

Создание с нуля вместо перезаписи — тот самый единственный честный способ затереть файл, к которому мы пришли в уроке про режимы File: через remove. Здесь он же, но с запасной стропой: rename убирает старый лог в run.old вместо немедленного удаления. Если новый запуск начался с браком — старый лог ещё на карте, и откат стоит одного rename обратно.

Пустые файлы — не только побочный эффект. Ими я пользуюсь как флагами: скетч создаёт boot.ok после успешной инициализации датчиков, а следующая программа по SD.exists с этим именем решает, доверять ли предыдущему запуску. Тот же приём работает как семафор между двумя платами на одной карте: первая дописала данные и создала ready.flg, вторая видит флаг — читает. Дешевле любой файловой блокировки, и на FAT с её одним дескриптором на имя это единственная честная координация.

Теперь тупик, в который я влез с самоочисткой. Логика была простая: суммирую размеры файлов, перевалило за лимит — удаляю самый старый. Счётчик объявил int: на Uno это 16 бит, потолок 32767. Сумма моих байтов переполнила его к третьему дню, счётчик уехал в минус, и скетч, решив, что лимит превышен, снёс самый свежий лог — единственный, который был ещё нужен. Итог: размеры суммируем только в unsigned long, а жертву выбираем по дате в имени файла, а не по позиции в списке.

Когда операции с файлами доступны с кнопки на корпусе, я собираю их в две ступени. Тумблер D3 — предохранитель: пока он выключен, кнопка D2 только печатает в Serial, что она сделала бы. Тумблер включён — та же кнопка выполняет операцию по-настоящему: светодиод вспыхивает на удачную операцию, зуммер при отказе коротко пищит. Две ступени стоят один digitalRead, а берегут от соседа, который «просто нажал посмотреть», и от себя через месяц, когда забыл, что кнопка вообще что-то удаляет. Про разницу кнопки и тумблера — урок про кнопку и toggle: у кнопки состояние живёт пока палец, у тумблера — пока его не переключили.

В скетче выше обратите внимание на порядок внутри цикла: имя печатается в Serial до вызова remove, и только потом файл сносится. Это моя страховка на случай, когда префикс задан шире, чем я думал: d24 ловит и d2401.log, и d2401 — файл конфигурации, если я забыл про него. Альтернатива тумблеру — удержание кнопки три секунды с обратным отсчётом в Serial, но оно съедает delay или таймер, и на устройствах, где кнопкой пользуется кто-то ещё, я всё равно ставлю физический тумблер: его видно с метра, а удержание — нет.

Чистить я учу скетч по списку, а не по счётчику: сначала печатается оглавление из предыдущего урока, потом отбираются кандидаты по префиксу и возрасту. Возраст без часов на плате — это дни аптайма, каркас для них даёт схема с millis; с настоящими часами дата в имени берётся из логгера со штампами времени. А половину потребности в удалении снимает структура: когда логи лежат по папкам-дням, чистка — это снос старых папок по списку, а не сортировка плоского корня: за один прогон каталога — десяток старых папок, каждая — пачка remove и один rmdir. Как завести папки и не упереться в лимиты FAT — следующий урок про mkdir. В симуляторе ниже — модель: каталог живёт массивом строк, но логика предохранителя и порядок «проверить — создать — переименовать — удалить» те же, что в скетчах выше.