readme.md · lhp625/Nand Flash Storage frameworks

# Nand flash 裸机存储框架

## 使用方法

本框架使用cmake 编译生成。

运行 run.sh 脚本，可进行编译运行。

运行 gdb_run.sh 脚本，可进行GDB调试

## 当前使用场景
* 设备具有足够的内部flash空间，有一个外挂的 Nand flash。

* 防止突然掉电，缓存数据丢失。
* 提高外部nand flash的利用率。
* 使用 GD5F1G NAND FLASH  ，只能块擦，一块有64页，一页有2K，块擦，页写入，字节读取。
* 使用的MCU GD32F303，SRAM > 32K.   flash page  = 2K，可以页擦，字节读写。

## 框架介绍
参数配置：
在store_conf.h中

配置 内部flash 的缓冲区大小，按照一页为单位。
    配置 一条记录的字节大小。

配置 内部flash 的页大小，按照一页为单位。
    配置 外部flash 为一个记录留存的空间，以块为单位，同时配置好，外部flash的页大小，块大小。

初始化调用：

初始化存储索引：void store_index_init(void)

初始化读取索引：void read_index_init(void)

存储数据调用：

void store_new_message_to_in_flash(STR_MESSAGE_FORMAT * infor)

将数据通过该函数填入内部flash。

获得记录数量：

获得某种类型的数据总数：
    
    uint32_t get_type_record_total_num(ENU_MESSAGE_TYPE message_type)

获得所有记录的条数：

uint32_t get_all_record_number(void)

读取数据调用：

非阻塞读取调度，放在循环里： void read_ctrl_schdule(void)

选择需要读取的种类 ：void read_ctrl_message_add(ENU_MESSAGE_TYPE message_type)

清除保存的指定类型记录

void read_ctrl_schdule(void)

## 文件介绍：
### code/store.c/.h
store是本模块的主要文件，内部含有读写功能函数。

对外提供6个API，分为读功能和写功能。详见 store.h
    
### store_conf.h
    本文件是 用于配置存储空间的，内部分为 内部flash的每页大小，外部flash的每页大小，块大小等。

同时也设置了 预留的内外储存空间的大小和位置

* 通过配置这些参数，可以更加灵活的将该Nand flash 存储框架移植到其他地方使用。

### in_flash / out_flash
    是硬件抽象层，便于linux上进行仿真使用。

## 框架思路
### 存储部分：
    分为内外两个存储空间。使用内部flash的几页作为数据的临时缓冲区。当数据来临时，先保存到缓冲区中。等待缓冲区存满后，然后把整个缓冲区读出，按页写入外部flash中。也就是只要往外部flsh中 一写就写一页。

外部flash使用循环存储的方式。分配N个块作为存储空间，则实际需要留 （N+1）个块，第（N+1）个块作为缓冲块，当写完第N个块后，擦除第（N+1）个块，写入数据。第（N+1）个块写完后，擦除第一个块。这样永远保持有 N 个块是保存数据的。

全局有一个存储索引，管理各种类型的数据存储的位置：在内部缓冲区存了多少条，外部flash存了几个整块，非整块的第几页。这个索引保存在内部flash中，上电读出，继续往下存。

### 读取部分
    分为两部分：
    
    第一部分：从存储的空间中，按照旧数据->>新数据的顺序读出。一种类型的读取按照：外部数据-》内部缓冲区的顺序读取。

外部读取的数据是根据是否进行了循环存储，如果循环存储则，当前存储到的块的下一块里存放的就是最旧的数据。
        如果没有进行循环，则当前的第一块就存放着最旧的数据。

内部缓冲区就是存放最新的数据。

第二部分：接受外部命令，选择读出哪种类型。送入事件队列，按照读取命令下发的先后顺序，逐一读出不同类型的记录。
    每次读出的数据可以设置不同的发送速度。
    
        当前设置，读一个内部缓冲区大小的数据，一次全发出去。

# 版本修改历史：
## 2024-3-13
    修改bug：
    1、在读取外部flash时，需要保证页数块数同时相等，才能认为读取结束。 将判断条件中 && --> || ,(==) ---> ( != )
    2、读取一次结束后，将该类型的读取索引清空。便于多次读取。
    3、将从内部flash读出写入外部flash时建立的局部变量数组 改为全局变量。局部变量会造成内存泄漏。

## 2024-3-16
    修改bug：
    1、在一次性请求多个记录种类时，超过4个会导致事件缓冲区覆盖原有未处理的事件。将事件缓冲区事件个数扩大到8个。
    新增功能：
        增加 清除某种类型记录的 功能

## 2024-3-18
    1、存在一个巨大的内存浪费的问题，在读取索引中，存在一个2K大小的缓冲区。但由于为每一个类型都建了一个存储索引。所以这个缓冲区占了8K大小。而实际单次真正使用的空间只有2K。
    同样的问题还存在于单次读取只使用了 一个存储索引，而实际上创建了四个，也就是说每次只能使用一个，其他三个都浪费了。
    目前代码已经完成实装，并初步测试运行通过，当前就县保持原状。后需复用再依据具体情况进行优化。

2、优化规范注释。
    3、一号问题已解决，将读取发送缓冲区独立出来。

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