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[嵌入式]FlashDB移植与应用

FlashDB移植与应用

最近工作需要,对设备参数进行备份存储,由于之前使用的是简单的分区备份方法。Easyflash的单实例不再适用。后面发现大神基于easyflash进行了新版本更新,但是不向前兼容,新版命名为FlashDB。

简介

FlashDB 是一款超轻量级的嵌入式数据库,专注于提供嵌入式产品的数据存储方案。与传统的基于文件系统的数据库不同,FlashDB 结合了 Flash 的特性,具有较强的性能及可靠性。并在保证极低的资源占用前提下,尽可能延长 Flash 使用寿命。

FlashDB 提供两种数据库模式:

键值数据库 :是一种非关系数据库,它将数据存储为键值(Key-Value)对集合,其中键作为唯一标识符。KVDB 操作简洁,可扩展性强。
时序数据库 :时间序列数据库 (Time Series Database , 简称 TSDB),它将数据按照 时间顺序存储 。TSDB 数据具有时间戳,数据存储量大,插入及查询性能高。

这里只用到了基础的KV功能。

FlashDB和FAL介绍

移植的主要工作都在 FAL 这边,其他接口并不是强依赖,可以根据自己的情况进行对接。
FAL抽象层
FAL 底层将不同的 Flash 存储介质进行了统一封装,并提供了分区表机制,暴露给上层用户。

FlashDB 的每个数据库就是基于 FAL 提供的分区机制,每个数据库都坐落在某个 FAL 的分区上,相当于一个分区对应一个数据库。

定义 flash 设备

在定义 Flash 设备表前,需要先定义 Flash 设备。可以是片内 flash, 也可以是片外基于 SFUD 的 spi flash:

定义具体的 Flash 设备对象,用户需要根据自己的 Flash 情况分别实现 init、 read、 write、 erase 这些操作函数:
static int init(void):可选 的初始化操作。
static int read(long offset, uint8_t *buf, size_t size):读取操作。
static int write(long offset, const uint8_t *buf, size_t size) :写入操作。
static int erase(long offset, size_t size) :擦除操作。
用户需要根据自己的 Flash 情况分别实现这些操作函数。在文件最底部定义了具体的 Flash 设备对象 ,如下示例定义了 stm32f2 片上 flash:stm32f2_onchip_flash

const struct fal_flash_dev stm32f2_onchip_flash =
{
.name = “stm32_onchip”,
.addr = 0x08000000,
.len = 10241024,
.blk_size = 128
1024,
.ops = {init, read, write, erase},
.write_gran = 8
};

8 : 设置写粒度,单位 bit, 0 表示未生效(默认值为 0 ),该成员是 fal 版本大于 0.4.0 的新增成员。各个 flash 写入粒度不尽相同,可通过该成员进行设置,以下列举几种常见 Flash 写粒度:

nor flash: 1 bit
stm32f2/f4: 8 bit
stm32f1: 32 bit
stm32l4: 64 bit

定义 flash 设备表

Flash 设备表定义在 fal_cfg.h 头文件中,定义分区表前需 新建 fal_cfg.h 文件 ,请将该文件统一放在对应 BSP 或工程目录的 port 文件夹下,并将该头文件路径加入到工程。fal_cfg.h 可以参考 示例文件 fal/samples/porting/fal_cfg.h 完成。

设备表示例:

/* ===================== Flash device Configuration ========================= */
extern const struct fal_flash_dev stm32f2_onchip_flash;
extern struct fal_flash_dev nor_flash0;

/* flash device table */
#define FAL_FLASH_DEV_TABLE                                          \
{                                                                    \
    &stm32f2_onchip_flash,                                           \
    &nor_flash0,                                                     \
}

Flash 设备表中,有两个 Flash 对象,一个为 STM32F2 的片内 Flash ,一个为片外的 Nor Flash。

定义 flash 分区表

分区表也定义在 fal_cfg.h 头文件中。Flash 分区基于 Flash 设备,每个 Flash 设备又可以有 N 个分区,这些分区的集合就是分区表。在配置分区表前,务必保证已定义好 Flash 设备 及 设备表。fal_cfg.h 可以参考 示例文件 fal/samples/porting/fal_cfg.h 完成。

分区表示例:

#define NOR_FLASH_DEV_NAME             "norflash0"
/* ====================== Partition Configuration ========================== */
#ifdef FAL_PART_HAS_TABLE_CFG
/* partition table */
#define FAL_PART_TABLE                                                               \
{                                                                                    \
    {FAL_PART_MAGIC_WORD,        "bl",     "stm32_onchip",         0,   64*1024, 0}, \
    {FAL_PART_MAGIC_WORD,       "app",     "stm32_onchip",   64*1024,  704*1024, 0}, \
    {FAL_PART_MAGIC_WORD, "easyflash", NOR_FLASH_DEV_NAME,         0, 1024*1024, 0}, \
    {FAL_PART_MAGIC_WORD,  "download", NOR_FLASH_DEV_NAME, 1024*1024, 1024*1024, 0}, \
}
#endif /* FAL_PART_HAS_TABLE_CFG */

上面这个分区表详细描述信息如下:
分区名保证 不能重复;
关联的 Flash 设备 务必已经在 Flash 设备表中定义好 ,并且 名称一致 ,否则会出现无法找到 Flash 设备的错误;
分区的起始地址和大小 不能超过 Flash 设备的地址范围 ,否则会导致包初始化错误;
注意:每个分区定义时,除了填写上面介绍的参数属性外,需在前面增加 FAL_PART_MAGIC_WORD 属性,末尾增加 0 (目前用于保留功能)

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加:2022-06-29 19:16:14  更:2022-06-29 19:16:18 
 
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