esp32-将flash分区进行内存映射

1.前言

为什么需要将flash分区映射到内存区域

在某些情况下，我们需要在单片机中保存一个较大的数组，比如字库、图片等，使用const将其编译到代码中，可以指针访问他们。但是，在线刷或者OTA更新时，也不可避免的需要更新他们，造成了时间或者空间上的浪费。但是如果将其按照静态数据存放在flash中，只能读和写，不能按照指针访问这些数据，很不方便。因此，可以使用esp32 SDK中的mmap功能，新建一个分区，将静态数据存放在对应的分区中，并且将其映射在内存中，使用指针读取

2.实现

2.1 新建工程 修改分区表

首先新建一个空白工程，并且在menuconfig中使用自定义分区表，并且将分区表修改如下示例：

# ESP-IDF Partition Table
# Name,   Type, SubType, Offset,  Size, Flags
nvs,      data, nvs,     0x9000,  0x4000,
otadata,  data, ota,     0xd000,  0x2000,
phy_init, data, phy,     0xf000,  0x1000,
factory,  app,  factory, 0x10000,  1M,
test_data,      data,        ,        ,  512k,

这个分区表最后一个512K的test_data分区就是我们要存放数据的区域，后面需要使用命令行将数据线刷到该分区

2.2 获取分区地址

# ESP-IDF Partition Table
# Name, Type, SubType, Offset, Size, Flags
nvs,data,nvs,0x9000,16K,
otadata,data,ota,0xd000,8K,
phy_init,data,phy,0xf000,4K,
factory,app,factory,0x10000,1M,
test_data,data,undefined,0x110000,512K,

首先编译一下固件，在编译信息中，我们可以看到test_data这个分区的起始地址，0x110000就是该分区的起始地址，也是我们后面需要使用线刷烧录文件的地址

当然，也可以使用手动计算的方式计算test_data的起始地址

2.3 分区内烧录文件

在vscode底部打开一个终端,连接开发板，在终端中输入

python -m esptool --chip esp32s3 --port COM6 --baud 921600 write_flash 0x110000 xxxxxx.bin

按下回车就可以将xxxxxx.bin文件烧录到该分区中

2.4 编码测试

我们在app_main中增加以下代码用来测试：

    const esp_partition_t *partition = esp_partition_find_first(ESP_PARTITION_TYPE_DATA, ESP_PARTITION_SUBTYPE_ANY, "test_data");
    assert(partition != NULL);

    const void *map_ptr;
    esp_partition_mmap_handle_t map_handle;

    // Map the partition to data memory
    ESP_ERROR_CHECK(esp_partition_mmap(partition, 0, 512*1000, ESP_PARTITION_MMAP_DATA, &map_ptr, &map_handle));
    ESP_LOGI(TAG, "Mapped partition to data memory address %p", map_ptr);

    char read_data[128];
    memcpy(read_data, map_ptr, sizeof(read_data));

代码中，使用esp_partition_find_first寻找分区，前两个参数为分区类型，第三个参数为分区的名称

如果可以成功的找到这个分区，使用esp_partition_mmap映射此分区，包含6个传参，第三个参数为你希望映射多长的区域，map_ptr指针为映射成功后的数据指针

映射成功后，就可以使用map_ptr指针读该分区的内容了，请注意，mmap的分区只能读，不能写

3.结论

使用idf的分区映射功能，可以较为方便的读取flash中的静态资源，并且可以使用esp32的dcache进行加速，比用传统的spi_read更快，不仅如此，也可以节省掉可能存在的OTA静态资源的时间或者空间消耗。