掉电安全文件系统littlefs移植

server/2024/9/24 13:23:49/
前言

通过查看oneOS中对littlefs的移植工作，发现，littlefs源码本身，有用的就4个：

  • lfs.c
  • lfs.h
  • lfs_util.c
  • lfs_util.h

剩下的就是适配层：

  • dfs_lfs.c
  • lfs_config.h(和lfs_util.h差不多)
  • lfs_crc.c(和lfs_util.c差不多)

然后再对比其源码，发现，littlefs的源码完全没有更改，更改的只有是适配层，因此，接下来重点看看适配层到底改了什么！

适配层更改

先看lfs_crc.c:

他和lfs_util.c几乎一样，唯一区别在于：

如果没有定义宏LFS_CONFIG，那么将使用lfs_util.c中的lfs_crc接口；

如果定义了宏LFS_CONFIG，那么将使用lfs_crc.c中的lfs_crc接口。

oneOS在sconscript中是定义了该宏的：

CPPDEFINES = ['LFS_CONFIG=lfs_config.h']

另外该宏在lfs_util.h中有被用到作为一个判断：

  • 用户可以通过定义一个头文件来包含自己的配置来覆盖 lfs_util.h，通过定义 LFS_CONFIG 为一个头文件来包含（-DLFS_CONFIG=lfs_config.h）。
  • 如果使用了 LFS_CONFIG，那么默认的lfs_util.h将不会被输出，必须由配置文件提供。建议复制 lfs_util.h 并根据需要修改。
#ifdef LFS_CONFIG
#define LFS_STRINGIZE(x) LFS_STRINGIZE2(x)
#define LFS_STRINGIZE2(x) #x
#include LFS_STRINGIZE(LFS_CONFIG)
#else... ...
#endif

可见，是在lfs_util.h文件中，直接include lfs_config.h

再看lfs_config.h：

同样，他就是lfs_util.h改过来的，并没有太大区别。主要看点在于：

  • 如果没有定义LFS_ASSERT&&LFS_NO_ASSERT，util.h用的是assert.h里面的函数assert，而config用的是oneOS自带的os_assert。
  • 如果没有定义LFS_NO_MALLOC,说明lfs有malloc，这时候util.h用的是stdlib.h里面的函数malloc和free，而config用的是oneOS自带的os_malloc和os_free。
适配dfs_lfs.c

最重要的适配层vfs_lfs.c，我把她单独拎出来，作为最高的敬意。

其实她的逻辑很清晰，最开始就是基本的配置，然后是littlefs需要用到的底层函数的适配，这两个都是对*struct* lfs_config结构体成员的赋值，最后则是对接vfs层的接口适配。

基本配置
#ifndef RT_DEF_LFS_DRIVERS#define RT_DEF_LFS_DRIVERS 1
#endif#if (RT_DEF_LFS_DRIVERS < 1)#error "#define RT_DEF_LFS_DRIVERS must > 0"
#endif#ifndef LFS_READ_SIZE#define LFS_READ_SIZE 256
#endif#ifndef LFS_PROG_SIZE#define LFS_PROG_SIZE 256
#endif#ifndef LFS_BLOCK_SIZE#define LFS_BLOCK_SIZE 4096
#endif#ifndef LFS_CACHE_SIZE#define LFS_CACHE_SIZE LFS_PROG_SIZE
#endif#ifndef LFS_BLOCK_CYCLES#define LFS_BLOCK_CYCLES (-1)
#endif#ifndef LFS_LOOKAHEAD_MAX#define LFS_LOOKAHEAD_MAX 128
#endif
lfs底层函数适配
static void _lfs_load_config(struct lfs_config* lfs_cfg, struct rt_mtd_nor_device* mtd_nor)
{uint64_t mtd_size;lfs_cfg->context = (void*)mtd_nor;lfs_cfg->read_size = LFS_READ_SIZE;lfs_cfg->prog_size = LFS_PROG_SIZE;lfs_cfg->block_size = mtd_nor->block_size;if (lfs_cfg->block_size < LFS_BLOCK_SIZE){lfs_cfg->block_size = LFS_BLOCK_SIZE;}lfs_cfg->cache_size = LFS_CACHE_SIZE;lfs_cfg->block_cycles = LFS_BLOCK_CYCLES;mtd_size = mtd_nor->block_end - mtd_nor->block_start;mtd_size *= mtd_nor->block_size;lfs_cfg->block_count = mtd_size / lfs_cfg->block_size;lfs_cfg->lookahead_size = 32 * ((lfs_cfg->block_count + 31) / 32);if (lfs_cfg->lookahead_size > LFS_LOOKAHEAD_MAX){lfs_cfg->lookahead_size = LFS_LOOKAHEAD_MAX;}
#ifdef LFS_THREADSAFElfs_cfg->lock = _lfs_lock;        //如果定义了线程安全，则使用mutex互斥锁lfs_cfg->unlock = _lfs_unlock;
#endiflfs_cfg->read = _lfs_flash_read;  //littlefs用到的底层函数readlfs_cfg->prog = _lfs_flash_prog;  //littlefs用到的底层函数writelfs_cfg->erase = _lfs_flash_erase;//littlefs用到的底层函数erase 直接返回OKlfs_cfg->sync = _lfs_flash_sync;  //littlefs用到的底层函数sync  直接返回OK
}
vfs对接层

主要是为了对接vfs层，让vfs的接口可以直接使用底层littfs函数。

static int _lfs_result_to_dfs(int result)  //错误码转换
static int _vfs_lfs_mount(struct vfs_filesystem* vfs, unsigned long rwflag, const void* data)  //挂载
static int _vfs_lfs_unmount(struct vfs_filesystem* vfs) //卸载
static int _vfs_lfs_open(struct vfs_file* file)         //打开文件
... ...
static int _vfs_lfs_getdents(struct vfs_file* file, struct dirent* dirp, uint32_t count) //获得目录
适配总结

由此可见，适配lfs最重要的几步：

  • 如果定义了LFS_CONFIG，要自己做好配置
  • 基本的配置要做好，底层函数要适配，归结起来就是：struct lfs_config中的结构体成员要初始化好
  • vfs对接层要做好，这是每一个底层文件系统到vfs层必须要做的
oneos-lfs对照
    part_info->dev_info.dev    = (void *)dev;part_info->config.context = &part_info->dev_info;part_info->config.read    = g_lfs_dev_ops.read;part_info->config.prog    = g_lfs_dev_ops.prog;part_info->config.erase   = g_lfs_dev_ops.erase;part_info->config.sync    = g_lfs_dev_ops.sync;
#ifdef LFS_THREADSAFEpart_info->config.lock    = g_lfs_dev_ops.lock;part_info->config.unlock  = g_lfs_dev_ops.unlock;
#endifpart_info->config.read_size    = geometry.block_size;//最小读字节数，试了下不能乱改,sectorpart_info->config.prog_size    = geometry.block_size;//最小写字节数，试了下不能乱改,sectorpart_info->config.block_size   = geometry.block_size;//硬件块大小,试了下不能乱改,blocksizepart_info->config.block_count  = geometry.capacity / geometry.block_size;//不用手动配part_info->config.block_cycles = -1;                //禁用块级磨损均衡part_info->config.cache_size    = geometry.block_size; //块缓存的大小,该值必须是读取和编程大小的倍数，并且是块大小的因数,就是要和block_size一样就好！！！part_info->config.lookahead_size= LFS_LOOKAHEAD_SIZE; //块分配时的预测深度（分配块时每次步进多少个块），这个数值必须为8的整数倍，这个可以改！！！part_info->config.read_buffer      = OS_NULL; //lfs_init中会分配！part_info->config.prog_buffer      = OS_NULL; //lfs_init中会分配！part_info->config.lookahead_buffer = OS_NULL; //lfs_init中会分配！

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