一、簡介

LittleFS是一個小型的Flash文件系統(tǒng)，它結(jié)合日志結(jié)構(gòu)（log-structured）文件系統(tǒng)和COW（copy-on-write）文件系統(tǒng)的思想，以日志結(jié)構(gòu)存儲元數(shù)據(jù)，以COW結(jié)構(gòu)存儲數(shù)據(jù)。這種特殊的存儲方式，使LittleFS具有強(qiáng)大的掉電恢復(fù)能力（power-loss resilience)。分配COW數(shù)據(jù)塊時LittleFS采用了名為統(tǒng)計損耗均衡的動態(tài)損耗均衡算法，使Flash設(shè)備的壽命得到有效保障。同時LittleFS針對資源緊缺的小型設(shè)備進(jìn)行設(shè)計，具有極其有限的ROM和RAM占用，并且所有RAM的使用都通過一個可配置的固定大小緩沖區(qū)進(jìn)行分配，不會隨文件系統(tǒng)的擴(kuò)大占據(jù)更多的系統(tǒng)資源。當(dāng)在一個資源非常緊缺的小型設(shè)備上，尋找一個具有掉電恢復(fù)能力并支持損耗均衡的Flash文件系統(tǒng)時，LittleFS是一個比較好的選擇。

LittleFS在嵌入式開發(fā)過程中經(jīng)常遇到，但是如何在OpenHarmony中使用呢？本文基于OpenHarmony 3.1Release + 小凌派-RK2206開發(fā)板做LittleFS文件系統(tǒng)移植，現(xiàn)將相關(guān)移植經(jīng)驗發(fā)布，分享給大家。文中如有問題，請大家?guī)兔χ刚?/p>

二、LittleFS移植過程

本文基于OpenHarmony3.1Release做LittleFS移植，小凌派-RK2206開發(fā)板內(nèi)部Flash有8MB大小，其中4~8MB區(qū)間為空閑區(qū)域。我將4M~5M作為LittleFS文件系統(tǒng)的/data目錄掛載硬件設(shè)備。具體移植過程主要如下所示：

１、hcs配置

1.1、hdf.hcs

創(chuàng)建/device/soc/rockchip/rk2206/hcs_config/hdf.hcs文件，具體如下：

#include "device_info/device_info.hcs"#include "fs/fs_config.hcs"#include "gpio/gpio_config.hcs"#include "i2c/i2c_config.hcs"#include "spi/spi_config.hcs"root { module = "rockchip,rk2206_chip";}

如上所述，我將在device_info/device_info.hcs添加LittleFS設(shè)備，并在fs/fs_config.hcs添加LittleFS具體信息。

1.2、BUILD.gn

新建//device/soc/rockchip/rk2206/hdf_config/BUILD.gn，具體代碼如下所示：

import("http://drivers/adapter/khdf/liteos_m/hdf.gni")module_switch = defined(LOSCFG_DRIVERS_HDF)module_name = get_path_info(rebase_path("."), "name")hdf_driver(module_name) { hcs_sources = [ "hdf.hcs" ]}

上述代碼將在編譯OpenHarmony3.1Rlease時，將編譯hdf.hcs。

1.3、device_info.hcs

創(chuàng)建/device/soc/rockchip/rk2206/hcs_config/device_info/device_info.hcs文件，在文件中添加LittleFS設(shè)備，具體代碼如下所示：

device_fs :: device { device0 :: deviceNode { policy = 0; priority = 5; permission = 0777; moduleName = "HDF_PLATFORM_FS_LITTLEFS"; serviceName = "littlefs_config"; deviceMatchAttr = "rockchip_rk2206_fs_littlefs"; } }

上述代碼表示建設(shè)一個設(shè)備驅(qū)動，該驅(qū)動的模塊名稱（即moduleName）為“HDF_PLATFORM_FS_LITTLEFS”，OpenHamrony系統(tǒng)依據(jù)該名稱匹配驅(qū)動程序；設(shè)備匹配信息（即deviceMatchAttr）添加小凌派開發(fā)板Flash特殊信息（比如：分區(qū)信息，掛載目錄名、起始地址、結(jié)束地址等）。

1.4、fs_config.hcs

新建//device/soc/rockchip/rk2206/hdf_config/fs/fs_config.hcs文件，該文件主要寫清楚設(shè)備掛載信息，具體如下：

root { platform { fs_config { template fs_controller { match_attr = ""; mount_points = []; block_size = []; block_start = []; block_count = []; }

fs_littefs :: fs_controller { match_attr = "rockchip_rk2206_fs_littlefs"; mount_points = ["/data"]; block_size = [4096]; block_start = [1024]; block_count = [256]; } } }}

如上所述，我將LittleFS移植所需的Flash信息分為4個：

（1）mount_points：掛載目錄。

（2）block_size：Flash的擦除塊大小。

（3）block_start：該掛載Flash區(qū)域的起始塊地址，實際Flash地址為block_size * block_start。

（4）block_count：該掛載Flash區(qū)域的存儲塊總數(shù)。

注意：match_attr所表示的字符串要與device_info.hcs所表示的字符串要一致。

２、hdf驅(qū)動

新建//device/soc/rockchip/rk2206/hdf_driver/fs文件夾，文件夾下創(chuàng)建2個文件，具體如下所示：

2.1、fs_driver.c

2.1.1、添加必要的頭文件

#include#include#include "los_config.h"#include "hdf_log.h"#include "hdf_device_desc.h"#include "device_resource_if.h"#include "osal_mem.h"#include "lfs_api.h"

2.1.2、添加HDF驅(qū)動

添加LittleFS匹配的hdf驅(qū)動，具體代碼如下所示：

static struct HdfDriverEntry g_fsDriverEntry = { .moduleVersion = 1, .moduleName = "HDF_PLATFORM_FS_LITTLEFS", .Bind = fs_driver_bind, .Init = fs_driver_init, .Release = fs_driver_release,};

HDF_INIT(g_fsDriverEntry);

其中，moduleName必須要與device_info.hcs中的moduleName保持一致。

2.1.3、fs_driver_init函數(shù)

fs_driver_init為hdf驅(qū)動加載函數(shù)。OpenHarmony啟動時，將根據(jù)hcs的編寫匹配對應(yīng)的驅(qū)動程序，并運行fs_driver_init函數(shù)。該函數(shù)負(fù)責(zé)：

（1）讀取hcs文件的配置參數(shù)。

（2）初始化Flash。

（3）適配LittleFS對應(yīng)的read、write、erase和sync函數(shù)，并適配LittleFS相關(guān)參數(shù)。

（4）掛載LittleFS。

具體代碼如下所示：

static int32_t fs_driver_init(struct HdfDeviceObject *device){ int result; int32_t ret; struct FileOpInfo *file_op_info = NULL;

if (device == NULL) { PRINT_ERR("device is null\n"); return HDF_ERR_INVALID_OBJECT; } if (device->property == NULL) { PRINT_ERR("device is null\n"); return HDF_ERR_INVALID_OBJECT; }

/* Flash設(shè)備初始化 */ FlashInit();

/* 讀取hcs參數(shù) */ ret = fs_driver_readdrs(device->property, &m_fs_cfg[0]); if (ret != HDF_SUCCESS) { PRINT_ERR("%s: fs_driver_readdrs failed(%d)\n", ret); return ret; } /* 適配LitteleFS對應(yīng)的函數(shù)和參數(shù) */ for (int i = 0; i < sizeof(m_fs_cfg) / sizeof(m_fs_cfg[0]); i++) { if (m_fs_cfg[i].mount_point == NULL) { PRINT_LOG("m_fs_cfg[%d].mount_point is null\n", i); continue; }

m_fs_cfg[i].lfs_cfg.read = flash_littlefs_read; m_fs_cfg[i].lfs_cfg.prog = flash_littlefs_write; m_fs_cfg[i].lfs_cfg.erase = flash_littlefs_erase; m_fs_cfg[i].lfs_cfg.sync = flash_littlefs_sync;

m_fs_cfg[i].lfs_cfg.read_size = 4; m_fs_cfg[i].lfs_cfg.prog_size = 4; m_fs_cfg[i].lfs_cfg.cache_size = 256; m_fs_cfg[i].lfs_cfg.lookahead_size = 64; m_fs_cfg[i].lfs_cfg.block_cycles = 1000;

m_fs_cfg[i].lfs_cfg.file_max = LFS_FILE_MAX; m_fs_cfg[i].lfs_cfg.name_max = LFS_NAME_MAX; /* 準(zhǔn)備掛載 */ result = SetDefaultMountPath(i, m_fs_cfg[i].mount_point); if (result != VFS_OK) { PRINT_ERR("SetDefaultMountPath(%d, %d) failed(%d)\n", i, m_fs_cfg[i].mount_point, result); continue; } /* 掛載目錄 */ result = mount(NULL, m_fs_cfg[i].mount_point, "littlefs", 0, &m_fs_cfg[i].lfs_cfg); printf("%s: mount fs on '%s' %s\n", __func__, m_fs_cfg[i].mount_point, (result == 0) ? "succeed" : "failed"); if (CheckPathIsMounted(m_fs_cfg[i].mount_point, &file_op_info) == TRUE) { int lfs_ret = lfs_mkdir(&file_op_info->lfsInfo, m_fs_cfg[i].mount_point); if (lfs_ret == LFS_ERR_OK) { PRINT_LOG("create root dir(%s) success.\n", m_fs_cfg[i].mount_point); } else if (lfs_ret == LFS_ERR_EXIST) { PRINT_LOG("root dir(%s) exist.\n", m_fs_cfg[i].mount_point); } else { PRINT_LOG("create root dir(%s) failed.", m_fs_cfg[i].mount_point); } } } return HDF_SUCCESS;}

2.2、BUILD.gn

BUILD.gn負(fù)責(zé)將fs_driver.c編譯到內(nèi)核中，具體源代碼如下所示：

import("http://drivers/adapter/khdf/liteos_m/hdf.gni")module_switch = defined(LOSCFG_SOC_SERIES_RK22XX) && defined(LOSCFG_DRIVERS_HDF_PLATFORM) && defined(LOSCFG_FS_LITTLEFS)module_name = get_path_info(rebase_path("."), "name")hdf_driver(module_name) { sources = [ "fs_driver.c", ] include_dirs = [ "." ]}

３、測試程序

我在main函數(shù)中添加一個任務(wù)，負(fù)責(zé)每隔5秒讀寫文件。具體代碼如下所示：

/* 文件系統(tǒng)測試 */

static void file_rw(){ static unsigned int cur = 0; char file_name[] = "/data/a.txt"; int fd_w, fd_r; unsigned char buffer[256];

/* 寫操作 */ fd_w = open(file_name, O_WRONLY | O_CREAT); if (fd_w == -1) { printf("write: %s open failed!\n", file_name); return; } memset(buffer, 0, sizeof(buffer)); snprintf(buffer, sizeof(buffer), "Hello World and %d\n", cur++); printf("write: %s", buffer); write(fd_w, buffer, strlen(buffer)); close(fd_w);

/* 讀操作 */ fd_r = open(file_name, O_RDONLY); if (fd_r == -1) { printf("read: %s open failed!\n", file_name); return; } lseek(fd_r, 0, SEEK_SET); memset(buffer, 0, sizeof(buffer)); read(fd_r, buffer, sizeof(buffer)); printf("read: %s", buffer); close(fd_r);}

static void IotProcess(void *arg){ static const unsigned int SLEEP_MAXSEC = 5; while (1) { printf("%s: sleep %d sec!\n", __func__, SLEEP_MAXSEC); /* 文件系統(tǒng)測試 */ file_rw();

LOS_Msleep(SLEEP_MAXSEC * 1000); }}

三、實驗結(jié)果

程序編譯燒寫到開發(fā)板后，按下開發(fā)板的RESET按鍵，通過串口軟件查看日志如下：

[MAIN:D]Main: OpenHarmony start schedule...

Entering scheduler

IotProcess: sleep 5 sec!

write: Hello World and 0

read: Hello World and 0

IotProcess: sleep 5 sec!

write: Hello World and 1

read: Hello World and 1

IotProcess: sleep 5 sec!

write: Hello World and 2

read: Hello World and 2

......