2026-06-21 23:48:31 +08:00
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/*
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* gd32_flash_store.h - GD32 OTA 固件 Flash 存储抽象层
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*
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* 从 OtaRelay 中剥离的 Flash 分区读写、NVS 元数据持久化和 SHA-256 校验职责。
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* 传输层(WiFi/BLE)和 OtaRelay 均通过本类操作 GD32 固件存储,
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* 不再由 OtaRelay 承担存储职责(解决 H1 职责超载)。
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*
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* 线程模型:
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2026-06-28 04:32:18 +08:00
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* - 通过 instance() 单例访问,NVS 元数据读写由内部 mutex 保护
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* - metaLoad/metaSave/metaUpdate/metaClear 串行化,读-改-写原子
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2026-06-21 23:48:31 +08:00
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* - 分区指针懒初始化,首次使用时查找并缓存
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*/
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#ifndef GD32_FLASH_STORE_H
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#define GD32_FLASH_STORE_H
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#include <stdint.h>
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#include "esp_err.h"
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#include "esp_partition.h"
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2026-06-28 04:32:18 +08:00
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#include "freertos/FreeRTOS.h"
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#include "freertos/semphr.h"
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2026-06-21 23:48:31 +08:00
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#define OTA_META_NVS_NAMESPACE "ota_meta" ///< OTA 元数据 NVS 命名空间
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/** @brief OTA 传输元数据结构,持久化到 NVS 用于断点续传和完整性校验。 */
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typedef struct {
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uint32_t total_size; ///< 固件总大小(字节)
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uint32_t stored_size; ///< 已存储到 Flash 的大小(字节)
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uint32_t last_seq; ///< 最后一次成功写入的包序号
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uint8_t checksum[32]; ///< 固件 SHA-256 校验值
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} ota_meta_t;
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/**
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* @brief GD32 OTA 固件 Flash 存储抽象层(纯静态工具类)。
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*
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* 封装 gd32_ota 分区的读写、NVS 元数据持久化、SHA-256 校验。
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* 传输层通过 OtaCoordinator 或直接调用本类完成存储操作,
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* OtaRelay 仅负责 SPI 中继状态机,不再承担存储职责。
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*/
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class Gd32FlashStore {
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public:
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/**
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* @brief 获取单例实例。
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* @return Gd32FlashStore 单例引用。
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*/
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static Gd32FlashStore& instance();
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// ── Flash 分区读写 ──
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/**
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* @brief 向 gd32_ota 分区写入数据块(支持非 4 字节对齐写入)。
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* @param offset 分区内写入偏移(字节)。
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* @param data 待写入数据缓冲区。
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* @param len 数据长度(字节)。
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* @return ESP_OK 成功,其他错误码表示失败。
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*/
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|
esp_err_t flashWriteChunk(uint32_t offset, const uint8_t *data, size_t len);
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/**
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|
* @brief 从 gd32_ota 分区读取数据块。
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* @param offset 分区内读取偏移(字节)。
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* @param data 输出数据缓冲区。
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|
* @param len 读取长度(字节)。
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* @return ESP_OK 成功,其他错误码表示失败。
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*/
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|
esp_err_t flashReadChunk(uint32_t offset, uint8_t *data, size_t len);
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/**
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* @brief 擦除 gd32_ota 分区指定范围。
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* @param size 擦除大小(字节),从偏移 0 开始。
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* @return ESP_OK 成功,其他错误码表示失败。
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*/
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|
esp_err_t erasePartition(uint32_t size);
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2026-07-13 03:12:21 +08:00
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/**
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|
* @brief 新一轮 GD32 固件写入会话开始时调用:复位按需擦除水位。
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|
* prepareGd32Storage 在开始收流前调用,避免整段预擦阻塞 HTTP/BLE 收包。
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*/
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|
void beginWriteSession();
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2026-06-21 23:48:31 +08:00
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// ── NVS 元数据持久化 ──
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/**
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2026-06-28 04:32:18 +08:00
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* @brief 从 NVS 加载 OTA 元数据。
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* @param meta 输出元数据结构体指针(任何错误路径下都会被清零)。
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* @return ESP_OK 成功(含命名空间不存在的兼容路径,返回全零结构);
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* ESP_ERR_TIMEOUT 加锁超时;
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|
* 其他错误码 = nvs_open 真实失败(如 NVS 未初始化/损坏),不再一律当 OK。
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2026-06-21 23:48:31 +08:00
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*/
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|
esp_err_t metaLoad(ota_meta_t *meta);
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/**
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|
* @brief 将 OTA 元数据写入 NVS。
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|
* @param meta 待保存的元数据结构体指针。
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|
* @return ESP_OK 成功,NVS 写入失败时返回错误码。
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*/
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|
esp_err_t metaSave(const ota_meta_t *meta);
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/**
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* @brief 传输过程中更新元数据的 stored_size 和 last_seq。
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* @param stored_size 已存储大小(字节)。
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* @param last_seq 最后成功写入的包序号。
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|
* @return ESP_OK 成功,其他错误码表示失败。
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*/
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|
esp_err_t metaUpdate(uint32_t stored_size, uint32_t last_seq);
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|
/**
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|
|
* @brief OTA 完成或中止时清除元数据(全零写入)。
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|
* @return ESP_OK 成功。
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|
*/
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|
esp_err_t metaClear();
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// ── SHA-256 校验 ──
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/**
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|
* @brief 计算 gd32_ota 分区中已存储固件的 SHA-256。
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* @param out_sha256 输出 32 字节 SHA-256 哈希。
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* @return ESP_OK 成功,ESP_ERR_INVALID_STATE 元数据无效。
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*/
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|
esp_err_t computeFlashSha256(uint8_t out_sha256[32]);
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/**
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|
|
* @brief 固件接收完毕后计算 SHA-256 并写入元数据。
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|
* @return ESP_OK 成功,ESP_ERR_INVALID_STATE 固件不完整。
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*/
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|
esp_err_t metaFinalizeChecksum();
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/**
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|
* @brief 校验固件完整性(重新计算 SHA-256 并与 meta.checksum 比对)。
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|
* @return ESP_OK 校验通过,ESP_ERR_INVALID_CRC 校验失败。
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*/
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|
esp_err_t metaVerifyChecksum();
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/**
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|
* @brief 校验前端提供的 SHA-256 是否与设备端计算的一致。
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* @param frontend_sha32 前端 32 字节原始 SHA(非 hex)。
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* @param out_device_sha 可为 nullptr;非空时输出设备端 32 字节 SHA。
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* @return ESP_OK 匹配;ESP_ERR_INVALID_CRC 不匹配;其他 = 元数据/计算失败。
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*/
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|
esp_err_t verifyFrontendSha(const uint8_t frontend_sha32[32],
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uint8_t out_device_sha[32]);
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|
/**
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|
* @brief 获取分区指针(懒初始化)。
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|
* @return 分区指针,找不到时返回 nullptr。
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*/
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|
const esp_partition_t* getPartition();
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private:
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2026-06-28 04:32:18 +08:00
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|
Gd32FlashStore();
|
2026-06-21 23:48:31 +08:00
|
|
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|
~Gd32FlashStore() = default;
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|
Gd32FlashStore(const Gd32FlashStore&) = delete;
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Gd32FlashStore& operator=(const Gd32FlashStore&) = delete;
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const esp_partition_t *m_partition = nullptr; ///< gd32_ota 分区指针(懒初始化)
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2026-06-28 04:32:18 +08:00
|
|
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|
|
2026-07-13 03:12:21 +08:00
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// ── 按需擦除水位:已保证 [0, m_erasedUpTo) 为擦除态(扇区对齐)──
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// 收流时 flashWriteChunk 按写入范围推进擦除,替代上传前整段预擦。
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// 这样 HTTP 主线程可边收边擦写,浏览器进度不会在“100% 发完”后空等整段擦除。
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static constexpr uint32_t kFlashSectorSize = 4096U;
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uint32_t m_erasedUpTo = 0;
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esp_err_t ensureErasedForWrite(uint32_t offset, size_t len);
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2026-06-28 04:32:18 +08:00
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// ── NVS 互斥锁(保护元数据读-改-写原子性)──
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// lockNvs 返回是否成功 take;unlockNvs(handle) 据此决定是否 give,
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// 参考 OtaCoordinator::lock/unlock 模式(避免共享 bool 被并发覆盖导致死锁)。
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SemaphoreHandle_t m_nvsMutex = nullptr;
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bool lockNvs(uint32_t timeout_ms);
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void unlockNvs(bool handle);
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static constexpr uint32_t kNvsLockTimeoutMs = 100; ///< NVS 加锁超时(ms)
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// 已持锁版本:由持锁的公开方法或 metaUpdate 调用,不再自行加锁,避免递归 take 死锁
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esp_err_t metaLoadLocked(ota_meta_t *meta);
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esp_err_t metaSaveLocked(const ota_meta_t *meta);
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2026-06-21 23:48:31 +08:00
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};
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#endif // GD32_FLASH_STORE_H
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