15. ESP32的分区表
一、分区表概述
在 ESP32 开发中，分区表（Partition Table）是一个关键的系统组件，用于定义芯片上 Flash存储器的分配方式。通过分区表，可以指定 Flash 存储的不同区域分别用来存放应用程序、文件系统、OTA 更新数据等。简单来讲，分区表用于告诉 ESP32 设备如何划分其内部的 Flash 存储区域。每个分区都有特定的用途。
每片 ESP32 的 flash 可以包含多个应用程序，以及多种不同类型的数据（例如校准数据、文件系统数据、参数存储数据等）。因此，我们在 flash 的默认偏移地址（0x8000）处烧写一张分区表。
分区表的长度为 0xC00 字节，最多可以保存 95 条分区表条目，也就是说每个条目占用 32 字节（0xC00 十进制数值 ÷ 95 = 32）。MD5 校验和附加在分区表之后，用于在运行时验证分区表的完整性。分区表占据了整个 flash 扇区，大小为 0x1000 (4 KB)。因此，它后面的任何分区至少需要位于 默认偏移地址 + 0x1000 处。
若想关闭 MD5 校验和操作，则可以在 Menuconfig 菜单配置下失能 MDK5 校验和。
二、分区表的格式
ESP32 的分区表通常使用两种格式来定义存储空间的布局：
- csv 格式：开发人员使用的格式，方便更改和配置各个分区的偏移地址和大小。它是易于阅读和修改的文本文件。
- bin 格式：用于烧录到设备的二进制文件。在编译过程中，系统会将 CSV 格式的分区表转换为 bin 格式，供烧录工具使用。
在编写程序时，开发人员可以通过修改 .csv 文件来定义各个子分区，如应用程序代码、OTA 更新、SPIFFS 文件系统等的存储区域。当项目编译时，CSV 格式会自动转化为 BIN 文件，并在烧录设备时使用。
分区表中的每个条目都包括以下几个部分：Name（标签）、Type（app、data 等）、SubType 以及在 flash 中的偏移量（分区的加载地址）。
Name：分区的名称，用于标识该分区的具体用途。Type：分区的类型，主要分为app（应用程序） 和data（数据）。SubType：分区的子类型，用于进一步说明数据的用途，例如nvs（非易失性存储）、phy（物理初始化数据）、fat（FAT 文件系统）和spiffs（SPIFFS 文件系统）。Offset：分区在闪存中的起始地址，通常以十六进制表示。
# ESP-IDF Partition Table
# Name, Type, SubType, Offset, Size, Flags
nvs, data, nvs, 0x9000, 24K,
phy_init, data, phy, 0xf000, 4K,
factory, app, factory, 0x10000, 1M,
- nvs 分区：用于 存储非易失性存储数据，通常用于保存设备的配置参数。它从地址
0x9000开始，占用24KB的空间。这部分存储器为设备提供了一个可以在断电后仍然保存数据的区域。 - phy_init 分区：用于 存储物理层初始化数据，主要用于 WiFi 或蓝牙的硬件配置。该分区从地址
0xF000开始，占用4KB的存储空间。 - factory 分区：是 设备默认的应用程序存储区，它从地址
0x10000开始，占用1MB的空间。设备上电后，会从这个分区加载并运行主要的程序代码。
三、分区表API函数
esp_partition 组件是 ESP-IDF 中用于管理 ESP32 及其系列芯片上 Flash 分区的关键组件。它提供了一组高层次的 API 函数，允许开发者方便地访问和操作定义在分区表中的各个分区。这些高层次的 API 函数为开发者提供了简洁易用的接口，以进行读取、写入、擦除分区内容等操作。这些分区表 API 函数可以在 components/esp_partition/include/esp_partition.h 路径下找到。
3.1、根据一个或多个参数查找第一个分区
我们可以使用 esp_partition_find_first() 函数 根据一个或多个参数查找第一个分区，该函数原型如下所示：
/**
* @brief 根据一个或多个参数查找第一个分区
*
* @param type 子分区类型
* @param subtype 子类型
* @param label 分区标签
* @return const esp_partition_t* 指向 esp_partition_t 结构体的指针
*/
const esp_partition_t *esp_partition_find_first(esp_partition_type_t type, esp_partition_subtype_t subtype, const char *label);
形参 type 是 子分区类型，它的可选值如下：
typedef enum
{
ESP_PARTITION_TYPE_APP = 0x00, // 应用程序分区类型
ESP_PARTITION_TYPE_DATA = 0x01, // 数据分区类型
ESP_PARTITION_TYPE_BOOTLOADER = 0x02, // Bootloader分区类型
ESP_PARTITION_TYPE_PARTITION_TABLE = 0x03, // 分区表分区类型
ESP_PARTITION_TYPE_ANY = 0xff, // 任意分区类型
} esp_partition_type_t;
形参 subtype 是 子类型，它的可选值如下：
typedef enum
{
ESP_PARTITION_SUBTYPE_BOOTLOADER_PRIMARY = 0x00, // Primary Bootloader
ESP_PARTITION_SUBTYPE_BOOTLOADER_OTA = 0x01, // Temporary OTA storage for Bootloader, where the OTA uploads a new Bootloader image
ESP_PARTITION_SUBTYPE_PARTITION_TABLE_PRIMARY = 0x00, // Primary Partition table
ESP_PARTITION_SUBTYPE_PARTITION_TABLE_OTA = 0x01, // Temporary OTA storage for Partition table, where the OTA uploads a new Partition table image
ESP_PARTITION_SUBTYPE_APP_FACTORY = 0x00, // Factory application partition
ESP_PARTITION_SUBTYPE_APP_OTA_MIN = 0x10, // Base for OTA partition subtypes
ESP_PARTITION_SUBTYPE_APP_OTA_0 = ESP_PARTITION_SUBTYPE_APP_OTA_MIN + 0, // OTA partition 0
ESP_PARTITION_SUBTYPE_APP_OTA_1 = ESP_PARTITION_SUBTYPE_APP_OTA_MIN + 1, // OTA partition 1
ESP_PARTITION_SUBTYPE_APP_OTA_2 = ESP_PARTITION_SUBTYPE_APP_OTA_MIN + 2, // OTA partition 2
ESP_PARTITION_SUBTYPE_APP_OTA_3 = ESP_PARTITION_SUBTYPE_APP_OTA_MIN + 3, // OTA partition 3
ESP_PARTITION_SUBTYPE_APP_OTA_4 = ESP_PARTITION_SUBTYPE_APP_OTA_MIN + 4, // OTA partition 4
ESP_PARTITION_SUBTYPE_APP_OTA_5 = ESP_PARTITION_SUBTYPE_APP_OTA_MIN + 5, // OTA partition 5
ESP_PARTITION_SUBTYPE_APP_OTA_6 = ESP_PARTITION_SUBTYPE_APP_OTA_MIN + 6, // OTA partition 6
ESP_PARTITION_SUBTYPE_APP_OTA_7 = ESP_PARTITION_SUBTYPE_APP_OTA_MIN + 7, // OTA partition 7
ESP_PARTITION_SUBTYPE_APP_OTA_8 = ESP_PARTITION_SUBTYPE_APP_OTA_MIN + 8, // OTA partition 8
ESP_PARTITION_SUBTYPE_APP_OTA_9 = ESP_PARTITION_SUBTYPE_APP_OTA_MIN + 9, // OTA partition 9
ESP_PARTITION_SUBTYPE_APP_OTA_10 = ESP_PARTITION_SUBTYPE_APP_OTA_MIN + 10, // OTA partition 10
ESP_PARTITION_SUBTYPE_APP_OTA_11 = ESP_PARTITION_SUBTYPE_APP_OTA_MIN + 11, // OTA partition 11
ESP_PARTITION_SUBTYPE_APP_OTA_12 = ESP_PARTITION_SUBTYPE_APP_OTA_MIN + 12, // OTA partition 12
ESP_PARTITION_SUBTYPE_APP_OTA_13 = ESP_PARTITION_SUBTYPE_APP_OTA_MIN + 13, // OTA partition 13
ESP_PARTITION_SUBTYPE_APP_OTA_14 = ESP_PARTITION_SUBTYPE_APP_OTA_MIN + 14, // OTA partition 14
ESP_PARTITION_SUBTYPE_APP_OTA_15 = ESP_PARTITION_SUBTYPE_APP_OTA_MIN + 15, // OTA partition 15
ESP_PARTITION_SUBTYPE_APP_OTA_MAX = ESP_PARTITION_SUBTYPE_APP_OTA_MIN + 16, // Max subtype of OTA partition
ESP_PARTITION_SUBTYPE_APP_TEST = 0x20, // Test application partition
ESP_PARTITION_SUBTYPE_DATA_OTA = 0x00, // OTA selection partition
ESP_PARTITION_SUBTYPE_DATA_PHY = 0x01, // PHY init data partition
ESP_PARTITION_SUBTYPE_DATA_NVS = 0x02, // NVS partition
ESP_PARTITION_SUBTYPE_DATA_COREDUMP = 0x03, // COREDUMP partition
ESP_PARTITION_SUBTYPE_DATA_NVS_KEYS = 0x04, // Partition for NVS keys
ESP_PARTITION_SUBTYPE_DATA_EFUSE_EM = 0x05, // Partition for emulate eFuse bits
ESP_PARTITION_SUBTYPE_DATA_UNDEFINED = 0x06, // Undefined (or unspecified) data partition
ESP_PARTITION_SUBTYPE_DATA_ESPHTTPD = 0x80, // ESPHTTPD partition
ESP_PARTITION_SUBTYPE_DATA_FAT = 0x81, // FAT partition
ESP_PARTITION_SUBTYPE_DATA_SPIFFS = 0x82, // SPIFFS partition
ESP_PARTITION_SUBTYPE_DATA_LITTLEFS = 0x83, // LITTLEFS partition
#if __has_include("extra_partition_subtypes.inc")
#include "extra_partition_subtypes.inc"
#endif
ESP_PARTITION_SUBTYPE_ANY = 0xff, // Used to search for partitions with any subtype
} esp_partition_subtype_t;
该函数的返回值是 指向 esp_partition_t 结构体的指针，它的定义如下：
typedef struct
{
esp_flash_t* flash_chip; // 分区所在的SPI闪存芯片
esp_partition_type_t type; // 分区类型（app/data）
esp_partition_subtype_t subtype; // 分区子类型
uint32_t address; // flash中分区的起始地址
uint32_t size; // 分区大小，以字节为单位
uint32_t erase_size; // 擦除操作应对齐的大小
char label[17]; // 分区标签，以零结尾的ASCII字符串
bool encrypted; // 如果分区被加密，标志设置为true
bool readonly; // 如果分区为只读，则该标志设置为true
} esp_partition_t;
3.2、从分区中读取数据
我们可以使用 esp_partition_read() 函数 从分区中读取数据，该函数原型如下所示：
/**
* @brief 从分区中读取数据
*
* @param partition 分区结构指针
* @param src_offset 读取数据的地址
* @param dst 存储数据的指针
* @param size 读取数据大小
* @return esp_err_t ESP_OK: 读取成功;
* ESP_ERR_INVALID_ARG: 超过分区大小;
* ESP_ERR_INVALID_SIZE: 读取会超出分区边界;
*/
esp_err_t esp_partition_read(const esp_partition_t *partition, size_t src_offset, void *dst, size_t size);
3.3、将数据写入分区
我们可以使用 函数 将数据写入分区，该函数原型如下所示：
/**
* @brief 将数据写入分区
*
* @param partition 分区结构指针
* @param dst_offset 写入数据的地址
* @param src 写入数据
* @param size 写入数据大小
* @return esp_err_t ESP_OK: 数据写入成功;
* ESP_ERR_INVALID_ARG: dst_offset 超出了分区大小;
* ESP_ERR_INVALID_SIZE: 写入范围超出了分区边界;
* ESP_ERR_NOT_ALLOWED: 如果分区为只读;
*/
esp_err_t esp_partition_write(const esp_partition_t *partition, size_t dst_offset, const void *src, size_t size);
3.4、擦除分区的一部分区域
我们可以使用 函数 擦除分区的一部分，该函数原型如下所示：
/**
* @brief 擦除分区的一部分区域
*
* @param partition 分区结构指针
* @param offset 擦除数据的地址
* @param size 擦除数据大小
* @return esp_err_t ESP_OK: 范围擦除成功;
* ESP_ERR_INVALID_ARG: 传入的参数无效;
* ESP_ERR_INVALID_SIZE: 如果擦除范围超出了分区边界;
* ESP_ERR_NOT_ALLOWED: 如果分区为只读;
*/
esp_err_t esp_partition_erase_range(const esp_partition_t *partition, size_t offset, size_t size);
浙公网安备 33010602011771号