完善components\fal\samples\porting\README.md

Author: liuyucai

components/dfs/dfs_v2/src/dfs.c

@@ -1037,11 +1037,11 @@ int dfs_dlog(int argc, char** argv)
         }
     }
 
-    return 0;
+            return 0;
 }
 MSH_CMD_EXPORT(dfs_dlog, dfs dlog on|off);
 
 #endif
 
 #endif
-/** @} */
+/** @} */

components/fal/samples/porting/README.md

@@ -106,3 +106,222 @@ Flash 分区基于 Flash 设备，每个 Flash 设备又可以有 N 个分区，
 - 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）
+## 3、如何实现读写擦除等操作
+我们以fal_norflash_port.c为例，简单介绍一下。
+首先 介绍一下这两个宏定义
+```C
+#define FAL_ALIGN_UP( size, align ) \
+    ( ( ( size ) + ( align ) - 1 ) - ( ( ( size ) + ( align ) - 1 ) % ( align ) ) )
+#define FAL_ALIGN_DOWN( size, align ) ( ( ( size ) / ( align ) ) * ( align ) )
+```
+ALIGN_UP(16,4)=16 ALIGN_UP(15,4)=16 ALIGN_UP(17,4)=20 
+ALIGN_DOWN(16,4)=16 ALIGN_DOWN(15,4)=12 ALIGN_DOWN(17,4)=16
+不难看出 ALIGN_UP是一个size向上取整到align的倍数，ALIGN_DOWN则是向下取整到align的倍数。
+然后 介绍FLASH的特性 
+    FLASH都是按块擦除 norflash的块大小一般为4K 单片机内部FLASH的块大小为1K,2K,16K不等 
+    同时有最少写入数据的限制 
+norflash中 是按页写入 一次最少写256个字节数据 超过则覆盖起始数据 如第257个数据会覆盖第1个数据的位置 
+单片机内部flash中 一次最少写2个字节数据(STM32F105RC) 且只能将地址2字节对齐写入 只写一个字节时 给后面的字节补成FF 
+实现擦除
+```C
+static int32_t get_sector( uint32_t address );//获取当前属于第一个扇区
+extern void norflash_erase_sector( uint32_t saddr );//负责擦除单个扇区的全部数据
+//FLASH都是按块擦除 我们假定在调用擦除函数时 用户知道自己将会擦除扇区内的全部数据 
+static int erase( long offset, size_t size )
+{
+    int32_t  cur_erase_sector;
+    uint32_t addr      = FLASH_START_ADDR + offset;
+    uint32_t addr_down = FAL_ALIGN_DOWN( addr, FLASH_SECTOR_SIZE );
+
+    uint32_t addr_end    = addr + size;
+    uint32_t addr_end_up = FAL_ALIGN_UP( addr_end, FLASH_SECTOR_SIZE );
+    uint32_t cur_addr    = addr_down;
+
+    while ( cur_addr < addr_end_up ) {
+        cur_erase_sector = get_sector( cur_addr );
+        if ( cur_erase_sector == -1 ) {//获取第几个扇区失败 说明地址超出范围
+            return cur_addr - addr;
+        }
+        norflash_erase_sector( cur_erase_sector );
+        cur_addr += FLASH_SECTOR_SIZE;//这里如果每个扇区的大小不同 需要实现从当前地址获取扇区实际大小的函数
+    }
+    return size;
+}
+```
+实现读取
+```c
+//这个比较简单 直接调用norflash_read即可
+static int read( long offset, uint8_t* buf, size_t size )
+{
+    norflash_read( buf, offset + FLASH_START_ADDR, size );
+    return size;
+}
+```
+最后 也是最关键的一步 实现写入
+```c
+/* 写入任意长数据到NOR Flash函数 */
+static int write( long offset, const uint8_t* buf, size_t size )
+{
+    // 计算实际物理地址（相对于Flash起始地址的偏移）
+    uint32_t addr      = FLASH_START_ADDR + offset;
+    // 计算起始地址的扇区向上对齐地址（例如0x1007 -> 0x2000 当扇区大小4K）
+    uint32_t addr_up   = FAL_ALIGN_UP( addr, FLASH_SECTOR_SIZE );
+    // 计算起始地址的扇区向下对齐地址（例如0x1007 -> 0x1000）
+    uint32_t addr_down = FAL_ALIGN_DOWN( addr, FLASH_SECTOR_SIZE );
+
+    // 计算写入结束地址
+    uint32_t addr_end      = addr + size;
+    // 结束地址的扇区向上对齐地址
+    uint32_t addr_end_up   = FAL_ALIGN_UP( addr_end, FLASH_SECTOR_SIZE );
+    // 结束地址的扇区向下对齐地址
+    uint32_t addr_end_down = FAL_ALIGN_DOWN( addr_end, FLASH_SECTOR_SIZE );
+    uint32_t cur_addr      = addr_down; // 当前处理的扇区起始地址
+
+    uint32_t max_write_len = 0; // 单次最大可写入长度
+    uint32_t write_len     = 0; // 实际写入长度
+
+    // 地址有效性检查：结束地址超过Flash范围 或 起始地址在Flash区域外
+    if ( addr_end_up > FLASH_END_ADDR || ( int )addr_end_down < FLASH_START_ADDR ) return -1;
+    
+    // 分配扇区大小的缓冲区（用于处理部分写入时需要保存原始数据的情况）
+    uint8_t* read_sector_buf = FAL_MALLOC( FLASH_SECTOR_SIZE );
+    if ( read_sector_buf == RT_NULL ) {
+        return -2; // 内存分配失败
+    }
+
+    // 按扇区逐个处理（从起始扇区到结束扇区）
+    while ( cur_addr < addr_end_up ) {
+        /* 情况1：处理起始地址不在扇区边界的情况（首扇区部分写入） */
+        if ( cur_addr < addr ) {
+            // 读取整个扇区原始数据到缓冲区
+            read( cur_addr - FLASH_START_ADDR, read_sector_buf, FLASH_SECTOR_SIZE );
+            
+            // 计算首扇区可写入的最大长度（从起始地址到扇区末尾）
+            max_write_len = ( addr_up - addr );
+            // 确定实际写入长度（不超过剩余数据大小）
+            write_len     = size >= max_write_len ? max_write_len : size;
+
+            // 判断是否需要擦除（检查目标区域是否包含需要从0->1的位）
+            if ( judge_whether_erase( read_sector_buf + addr - cur_addr, write_len ) ){
+                // 需要擦除时：执行擦除->修改缓冲区->写入整个扇区
+                norflash_erase_sector( get_sector( cur_addr ) );
+                // 将新数据合并到缓冲区对应位置
+                FAL_MEMCPY( read_sector_buf + ( addr - cur_addr ), buf, write_len );
+                // 写入整个扇区
+                write_sector( cur_addr, read_sector_buf, FLASH_SECTOR_SIZE );
+            }
+            else {
+                // 无需擦除时直接写入数据（NOR Flash允许直接写入0位）
+                write_sector( addr, buf, write_len );
+            }
+            buf += write_len; // 移动数据指针
+        }
+        /* 情况2：处理结束地址不在扇区边界的情况（末扇区部分写入） */
+        else if ( cur_addr == addr_end_down ) {
+            // 读取整个扇区原始数据
+            read( cur_addr - FLASH_START_ADDR, read_sector_buf, FLASH_SECTOR_SIZE );
+            
+            // 计算最大可写入长度（整个扇区）
+            max_write_len = FLASH_SECTOR_SIZE;
+            // 计算实际需要写入的长度（从扇区起始到结束地址）
+            write_len     = addr_end - cur_addr;
+            write_len     = write_len >= max_write_len ? max_write_len : write_len;
+
+            // 判断是否需要擦除
+            if ( judge_whether_erase( read_sector_buf,  write_len ) ) {
+                // 需要擦除时：合并数据->擦除->写入整个扇区
+                FAL_MEMCPY( read_sector_buf, buf, write_len );
+                norflash_erase_sector( get_sector( cur_addr ) );
+                write_sector( cur_addr, read_sector_buf, FLASH_SECTOR_SIZE );
+            }
+            else {
+                // 直接写入数据
+                write_sector( cur_addr, buf, write_len );
+            }
+        }
+        /* 情况3：完整扇区写入（中间扇区） */
+        else {
+            // 直接擦除整个扇区（完整覆盖不需要保留数据）
+            norflash_erase_sector( get_sector( cur_addr ) );
+            // 写入整个扇区数据
+            write_sector( cur_addr, buf, FLASH_SECTOR_SIZE );
+            buf += FLASH_SECTOR_SIZE; // 移动数据指针
+        }
+        cur_addr += FLASH_SECTOR_SIZE; // 移动到下一个扇区
+    }
+    FAL_FREE( read_sector_buf ); // 释放缓冲区内存
+    return size; // 返回成功写入的字节数
+}
+```
+关键逻辑说明：
+地址对齐处理：通过向上/向下对齐计算确定实际需要操作的扇区范围
+三种写入场景：
+    首扇区部分写入：需要读取原始数据，合并新数据后判断擦除必要性
+    中间完整扇区：直接擦除后全量写入，提高效率
+    末扇区部分写入：处理方式类似首扇区，但数据位置不同
+擦除判断：通过judge_whether_erase函数检测是否需要执行擦除操作（基于NOR Flash的特性，只有需要将0变为1时才必须擦除）
+数据合并：使用临时缓冲区保存原始数据，仅修改需要写入的部分，最大限度减少擦除操作
+内存管理：动态分配扇区大小的缓冲区，处理完成后立即释放
+到这里 工作似乎做完了 但是 我们没有写入扇区的函数 只有页写入函数 norflash_write_page
+扇区写入逻辑和任意写入逻辑基本相同
+下面实现扇区写入函数
+```c
+/* 扇区写入函数：处理按页对齐的NOR Flash写入操作 */
+static int write_sector( long offset, const uint8_t* buf, size_t size )
+{
+    // 计算实际物理地址（FLASH起始地址 + 偏移量）
+    uint32_t addr      = FLASH_START_ADDR + offset;
+    
+    // 计算地址的页对齐上边界和下边界（按FLASH_PAGE_SIZE对齐）
+    uint32_t addr_up   = FAL_ALIGN_UP( addr, FALSH_PAGE_SIZE );
+    uint32_t addr_down = FAL_ALIGN_DOWN( addr, FALSH_PAGE_SIZE );
+
+    // 计算写入结束地址及其页对齐边界
+    uint32_t addr_end      = addr + size;
+    uint32_t addr_end_up   = FAL_ALIGN_UP( addr_end, FALSH_PAGE_SIZE );
+    uint32_t addr_end_down = FAL_ALIGN_DOWN( addr_end, FALSH_PAGE_SIZE );
+
+    // 初始化当前处理地址和长度变量
+    uint32_t cur_addr      = addr_down;    // 从页对齐起始地址开始处理
+    uint32_t max_write_len = 0;            // 单次最大可写入长度
+    uint32_t write_len     = 0;            // 实际写入长度
+    
+    // 循环处理所有需要写入的页
+    while ( cur_addr < addr_end_up ) {
+        // 处理起始未对齐部分（跨页起始边界）
+        if ( cur_addr < addr ) {
+            // 计算当前页剩余可写空间（页结束地址 - 实际起始地址）
+            max_write_len = ( addr_up - addr );
+            // 取实际剩余长度和总长度的最小值
+            write_len     = size >= max_write_len ? max_write_len : size;
+            
+            // 执行页写入：参数依次是数据指针、物理地址、写入长度
+            norflash_write_page( buf, addr, write_len );
+            buf += write_len;  // 移动数据指针
+        }
+        // 处理结束未对齐部分（跨页结束边界）
+        else if ( cur_addr == addr_end_down ) {
+            // 单页最大写入长度
+            max_write_len = FALSH_PAGE_SIZE;
+            // 计算实际需要写入的长度（结束地址 - 当前页起始地址）
+            write_len     = addr_end - cur_addr;
+            // 确保不超过页最大长度
+            write_len     = write_len >= max_write_len ? max_write_len : write_len;
+            
+            // 执行页写入
+            norflash_write_page( buf, cur_addr, write_len );
+        }
+        // 处理完整页写入
+        else {
+            // 整页写入（FLASH_PAGE_SIZE长度）
+            norflash_write_page( buf, cur_addr, FALSH_PAGE_SIZE );
+            buf += FALSH_PAGE_SIZE;  // 移动数据指针整页长度
+        }
+
+        // 移动到下一页起始地址
+        cur_addr += FALSH_PAGE_SIZE;
+    }
+    return size;  // 返回成功写入的总字节数
+}
+```
+至此 我们就完成了Flash驱动的移植 实现了读写擦除等操作 上面的思路对于大部分flash驱动来说是通用的