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外观

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分区设置 ​

本章节介绍 Luban-Lite 系统中分区的一些特点、规则和分区修改的设置方法。

默认分区 ​

本节首先介绍 Luban-Lite 系统中的一些分区特点，以及需要遵循的使用规则。

启动分区 ​

对于所有的存储介质，第一个分区总是启动分区，Luban-Lite 系统中通常命名为 spl 分区。

不同存储介质上，启动分区的实际位置和大小有所不同，当前方案上的设置如下：

  • SPINOR

    Flash 的 0 ~ X 的区间是启动分区，当前设置存放 BootLoader，大小设置为 256K。

    实际上 BROM 加载的程序并不限制为小于 256K，但是由于 BROM 运行时的速度较慢，不建议让 BROM 加载过大的程序。

  • SPINAND

    Flash 的前4个物理块为启动块，对于块大小为 128K 的 SPINAND，启动分区为 512K；对于 块大小为 256K 的 SPINAND，启动分区为 1M。 启动分区内使用4个启动块保存2份启动镜像。

  • eMMC

    eMMC 的启动分区是 UDA 区域的 17K ~ X 区间，BROM 从该区域读取的程序。建议启动镜像小于 512K。

!注解
启动分区的名字可以修改，并非固定为 “spl” 这个名字。

数据分区 ​

Luban-Lite 系统中，SPINOR/SPINAND Flash 上设置了两个默认的分区来保存数据：

  • rodata
  • data

这两个分区在设计和实现上有一些差异，用户需要了解并根据实际情况规划数据存储。

  • rodata

    分区的设计初衷是保存 APP 应用需要使用的资源文件，这些文件通常是应用的一部分，都是只读的数据，只是为了更好的管理和访问，使用 FAT 文件系统的方式保存。应用在访问这些资源文件的时候，通常要求能够快速读取数据，因此 rodata 分区在实现的时候，删减了多余的软件层次，通过直接访问 Flash 的方式读取数据，以达到更优的速度。这些优化，也使得 rodata 仅支持读取，不支持写入。

  • data

    分区的设计初衷是作为一个可读写的文件系统分区，保存设备在使用过程中需要写入 Flash 的数据。在 SPINOR Flash 上该分区使用 LittleFS，SPINAND Flash 上该分区使用 FATFS。

在 eMMC 上，每一个分区都是可读写的，需要使用文件系统时，默认使用 FATFS。

!注意
使用 SPINOR 时，可以通过配置的方式强制使能 rodata 可读写，但是需要注意其中的风险：
1. Flash 写入前需要先按块擦除，但是擦除和重新写入需要的时间比较长
2. FATFS 没有日志，不支持异地写入，因此需要原地回写，如果擦除和回写时出现掉电，会导致文件系统损坏

A/B 分区 ​

Luban-Lite 上 OTA 使用 A/B 系统的方式实现，即 Flash 上保存前后两个版本的系统程序。 A/B 系统的分区命名遵循以下规则：

  • A 系统分区命名直接使用需要的名字，如 “rodata” 分区
  • B 系统分区总是在对应的 A 系统分区名后加上 “_r”，如 “rodata_r”

分区与设备 ​

Luban-Lite 上使用 RT-Thread 时，每个分区都对应一个或者多个系统设备，不同存储介质的对应关系如下表格所示。

表 2.11 SPINOR 上的分区、设备和文件系统 1

分区名字MTD 设备名块设备名文件系统备注
splspl--
osos--
rodatarodatablk_rodataFATFSFATFS 通过 blk_rodata 设备访问 Flash
datadata-LittleFSLittleFS 直接通过 MTD 设备访问 Flash

规则：

  • 直接访问 Flash，使用 MTD 设备
  • FATFS 访问 Flash，需要使用块设备
  • LittleFS 访问 Flash，使用 MTD 设备

系统中出现但此处未列出的其他分区，同样遵循上述规则。

表 2.12 SPINAND 上的分区、设备和文件系统 2

分区名字MTD 设备名块设备名文件系统备注
splspl--
osos--
rodatarodatablk_rodataFATFS通过 blk_rodata 设备访问 Flash，FATFS 只读
datadatablk_dataFATFSblk_data 设备是通过 NFTL 层创建，FATFS 访问 blk_data 时，通过 NFTL 访问 Flash

规则：

  • 直接访问 Flash，使用 MTD 设备
  • FATFS 访问 Flash，需要使用块设备，通过 NFTL 层访问 Flash
!注意
建议只设置一个使用 NFTL 的分区，并且分区不要太小。因为 NFTL 需要预留至少 6 MB 空间做坏块管理。

表 2.13 eMMC 上的分区、设备和文件系统 3

分区名字MTD 设备名块设备名文件系统备注
spl- mmc0p0 -
os- mmc0p1 -
rodata- mmc0p2 FATFS 此处的分区排序仅为示例
data- mmc0p3 FATFS 此处的分区排序仅为示例

规则：

  • 块设备的命名，按照分区的排序从0开始编号

修改分区 ​

修改分区大小和位置，需要在 image_cfg.json 文件中进行修改。

image_cfg.json 文件是设置分区信息以及如何生成烧录镜像文件的配置文件，由于分区和烧录信息是相互关联的，因此在一个文件中进行配置。 image_cfg.json 文件的保存路径为 target/<chip>/<board>/pack/image_cfg.json 。

修改大小 ​

对于 SPINOR：

"spi-nor": {
    "size": "16m", // Size of SPI NOR
    "partitions": {
        "spl":        { "size": "256k" },
        "env":        { "size": "128k" },
        "env_r":      { "size": "128k" },
        "os":         { "size": "1m" },
        "os_r":       { "size": "1m" },
        "rodata":     { "size": "3m" },
        "rodata_r":   { "size": "3m" },
        "data":       { "size": "7m" }
    },
},

如示例，如果要修改 data 分区大小为6 MB，则直接修改对应的 size 值即可，如：

"data":       { "size": "6m" }
!注解
数值表示可以：

* 不带单位，表示字节
* 单位 k 或者 K
* 单位 m 或者 M

如果是 SPINAND Flash，则需要注意 NFTL 分区的配置方法：

"spi-nand": {
    "size": "128m", // Size of SPI NAND
    "partitions": {
        "spl":      { "size": "1m" },
        "env":      { "size": "256k" },
        "env_r":    { "size": "256k" },
        "os":       { "size": "4m" },
        "os_r":     { "size": "4m" },
        "rodata":   { "size": "12m" },
        "rodata_r": { "size": "12m" },
        "data": {
            "size": "40m",
            "nftl": { // Volume in NFTL device
                "datavol": { "size": "-" },
            },
        },
    },
},

如上，在 “spi-nand” 中配置了一个 40 MB 的 “data” 分区，在该分区中配置了一个 NFTL 设备，包含了一个卷 “datavol”。 “-” 表示该卷的大小是 NFTL 设备的所有剩余存储空间。

注意，NFTL 设备需要使用大约 6 MB 的空间做坏块管理，因此 “datavol” 的可用大小大约为 34 MB。

如果是 eMMC，则需要注意第一个分区的开始位置：

"mmc": {
    "size": "8G", // Size of SD/eMMC
    "partitions": {
        "spl":        { "offset": "0x4400", "size": "256k" },
        "os":         { "size": "1m" },
        "rodata":     { "size": "3m" },
        "data":       { "size": "5m" }
    },
},

eMMC 使用 GPT 分区表格式，需要在 eMMC 的开始和末尾都预留 17K 的空间存放 GPT 信息，因此 “spl” 的开始位置为 “0x4400”。

!小技巧
每一个分区的配置项中，都有 “offset” 和 “size” 两个配置信息，其中 “offset” 用于配置该分区的开始位置。 如果 “offset” 没有设置，则表示该分区紧跟上一个分区之后。

!注意
设置分区大小的时候需要注意存储介质的对齐要求：

* SPINOR: 需要与最小擦除块大小对齐，一般为 4K 或者 64K，具体请参考 SPINOR 的数据手册
* SPINAND: 需要与最小擦除块大小对齐，一般为 128K 或者 256K，具体请参考 SPINAND 的数据手册
* eMMC: 需要 512 字节对齐

新增分区 ​

新增一个分区比较简单，直接在需要的位置添加一行配置即可，例如：

"spi-nand": {
    "size": "128m", // Size of SPI NAND
    "partitions": {
        "spl":      { "size": "1m" },
        "env":      { "size": "256k" },
        "env_r":    { "size": "256k" },
        "os":       { "size": "4m" },
        "os_r":     { "size": "4m" },
        "rodata":   { "size": "12m" },
        "rodata_r": { "size": "12m" },
        "user":     { "size": "20m" },      // 新添加的分区
        "data": {
            "size": "40m",
            "nftl": { // Volume in NFTL device
                "datavol": { "size": "20m" },
                "datavol2":{ "size": "-" }, // 新添加的分区
                                            // 所占空间为 NFTL 设备的剩余空间
            },
        },
    },
},

如果新增的分区有需要烧录的预制内容，则需要在 “target” 段中新增配置，如：

"target": { // Image components which will be burn to device's partitions
    "spl": {
        "file": "bootloader.aic",
        "attr": ["required"],
        "part": ["spl"]
    },

    ...

    "mydata": {                 // 此处组件名字可自定义
        "file": "userdata.bin", // 此处为要烧录到分区的数据
        "attr": ["mtd", "optional"],
        "part": ["user"]        // 此处设置要烧录的分区名字
    },
},
!注意
对于分区表中的分区，如果没有在 “target” 段中设置需要烧录的数据，则在烧录过程中，该分区不会被擦除和修改。

删除分区 ​

删除分区与新增分区做相反的操作即可：

  1. 在分区配置中，删除对应的分区配置行
  2. 检查 “target” 段中是否有使用该分区，如果有，则删除相关的配置

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