【分享】Flash 管理工具： FAL （Flash 抽象层）库
之前做了一些关于 Flash 的开源组件，比如：EasyFlash，SFUD， EasyLogger(内部的 Flash 插件)，经常会有些网友问我一些关于 Flash 的问题，比如：在 Flash 的使用过程相信大家会经常遇到 OTA 升级时如何对 Flash 进行分区，多个 Flash 如何集中管理，片外的 fatfs 文件系统能否跑在片内等。今天跟大家分享一个运行在MCU上的 Flash 管理工具，名为 FAL（Flash 抽象层），它是 RT-Thread 开源的一个通用软件包，能够运行在裸机平台，也能无缝兼容 RT-Thread 系统。一起来看下它的特色。
介绍FAL (Flash Abstraction Layer) Flash 抽象层是对 Flash 及基于 Flash 的分区进行管理、操作的抽象层，对上层统一了 Flash 及 分区操作的 API ，并具有以下特性：
[*]支持静态可配置的分区表，并可关联多个 Flash 设备；
[*]分区表支持 自动装载 。避免在多固件项目，分区表被多次定义的问题；
[*]代码精简，对操作系统 无依赖 ，可运行于裸机平台，比如对资源有一定要求的 Bootloader；
[*]统一的操作接口。保证了文件系统、OTA、NVM（例如：EasyFlash） 等对 Flash 有一定依赖的组件，底层 Flash 驱动的可重用性；
[*]自带基于 Finsh/MSH 的测试命令，可以通过 Shell 按字节寻址的方式操作（读写擦） Flash 或分区，方便开发者进行调试、测试；
FAL 框架图如下：
使用 fal使用 fal 前需要对项目的 Flash 进行移植工作，移植的文档位于： /samples/porting/README.md 。移植完成后，调用 fal_init() 初始化该库。
常见应用
[*]基于 FAL 分区的 fatfs 文件系统例程
[*]基于 FAL 分区的 littlefs 文件系统应用笔记
[*]基于 FAL 分区的 EasyFlash 移植说明
Finsh/MSH 测试命令fal 提供了丰富的测试命令，项目只要在 RT-Thread 上开启 Finsh/MSH 功能即可。在做一些基于 Flash 的应用开发、调试时，这些命令会非常实用。它可以准确的写入或者读取指定位置的原始 Flash 数据，快速的验证 Flash 驱动的完整性，甚至可以对 Flash 进行性能测试。具体功能如下：输入 fal 可以看到完整的命令列表msh />fal
Usage:
fal probe - probe flash device or partition by given name
fal read addr size - read 'size' bytes starting at 'addr'
fal write addr data1 ... dataN - write some bytes 'data' starting at 'addr'
fal erase addr size - erase 'size' bytes starting at 'addr'
fal bench <blk_size> - benchmark test with per block size
msh />
指定待操作的 Flash 设备或 Flash 分区当第一次使用 fal 命令时，直接输入 fal probe 将会显示分区表信息。可以指定待操作的对象为分区表里的某个分区，或者某个 Flash 设备。分区或者 Flash 被成功选中后，还将会显示它的一些属性情况。大致效果如下：msh />fal probe
No flash device or partition was probed.
Usage: fal probe - probe flash device or partition by given name.
==================== FAL partition table ====================
| name | flash_dev | offset | length|
-------------------------------------------------------------
| bl | stm32_onchip | 0x00000000 | 0x00010000 |
| app | stm32_onchip | 0x00010000 | 0x000b0000 |
| ef | norflash0 | 0x00000000 | 0x00100000 |
| download| norflash0 | 0x00100000 | 0x00100000 |
=============================================================
msh />
msh />fal probe download
Probed a flash partition | download | flash_dev: norflash0 | offset: 1048576 | len: 1048576 |.
msh />
擦除数据
先输入 fal erase ，后面跟着待擦除数据的起始地址以及长度。以下命令为：从 0 地址（相对 Flash 或分区）开始擦除 4096 字节数据注意：根据 Flash 特性，擦除动作将按扇区对齐进行处理。所以，如果擦除操作地址或长度未按照 Flash 的扇区对齐，将会擦除掉与其关联的整个扇区数据。msh />fal erase 0 4096
Erase data success. Start from 0x00000000, size is 4096.
msh />
写入数据
先输入 fal write ，后面跟着 N 个待写入的数据，并以空格隔开。以下命令为：从地址 8 的位置依次开始写入 1、2、3、4 、 5 这 5 个字节数据msh />fal write 8 1 2 3 4 5
Write data success. Start from 0x00000008, size is 5.
Write data: 1 2 3 4 5 .
msh />
读取数据
先输入 fal read ，后面跟着待读取数据的起始地址以及长度。以下命令为：从 0 地址开始读取 64 字节数据msh />fal read 0 64
Read data success. Start from 0x00000000, size is 64. The data is:
Offset (h) 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0A 0B 0C 0D 0E 0F
FF FF FF FF FF FF FF FF 01 02 03 04 05 FF FF FF
FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF
FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF
FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF
msh />
性能测试
性能测试将会测试 Flash 的擦除、写入及读取速度，同时将会测试写入及读取数据的准确性，保证整个 Flash 或整个分区的 写入与读取 数据的一致性。先输入 fal bench ，后面跟着待测试 Flash 的扇区大小（请查看对应的 Flash 手册，SPI Nor Flash 一般为 4096）。由于性能测试将会让整个 Flash 或者整个分区的数据丢失，所以命令最后必须跟 yes 。msh />fal bench 4096 yes
Erasing 1048576 bytes data, waiting...
Erase benchmark success, total time: 2.674S.
Writing 1048576 bytes data, waiting...
Write benchmark success, total time: 7.107S.
Reading 1048576 bytes data, waiting...
Read benchmark success, total time: 2.716S.
msh />
更多 API 及最新代码详见 GitHub：https://github.com/RT-Thread-packages/fal
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