ESP32的FLASH、NVS、SPIFFS、OTA等存储分布以及启动过程

今天我们来说说ESP32 for Arduino存储分布以及启动过程。

ESP32 for Arduino存储分布

ESP32有多个不同的存储配置版本，本文以ESP32 4M FLASH为例进行分析。

ESP32的FLASH可以包含多个应用程序以及不同类型的数据，因此在FLASH默认偏移地址的0x8000处烧写了一个分区表，长度为0xC00字节，分区表数据后还保存着该表的 MD5 校验和，用于验证分区表的完整性。此外，如果芯片使能了安全启动功能，则该分区表后还会保存签名信息。

我们在ESP32 for Arduino的工具中，有一个选项，可以配置不同的分区表，这里已经做好了一些，一般我们都是使用默认的，如下图所示：

分别代表什么意思呢？4M FLASH默认分区方案为1.2MB的应用程序空间，1.2MB为OTA保留，1.5MB为SPIFFS文件系统保留的，我们找到这个描述文件，在SDK下tools下的partitions，我们打开default.csv，对应默认的分区表：

表格描述的很清楚，各个分区名字，对应的偏移地址，以及占用大小，比如，nvs分区，从0x9000地址处开始，大小为0x5000，也就是20480字节的大小，具体每个分区的作用，我们下面细说。我们这里知道的就是，在0x9000处放了一个nvs表，决定我们整个存储区域怎么划分的，每个分区分别分配多大的存储空间，系统就根据这个表来划分，可以根据我们的程序大小等灵活配置。

分区表说明

网上找到一张ESP32的分区表，很有代表意义，这里以这一份给大家讲一下。

0-0x1000 保留
0x1000-0x8000 Bootloader分区
0x8000-0x9000 Partition Table分区，保存着分区表
0x9000-0xD000 NVS分区，可以存储一些PHY初始化数据，也可以存储其他数据，一些断电存储的数据建议放在这里
0xD000-0xF000 OTA data分区，系统从哪个app分区启动由这里存储的数据决定
0xF000-0x10000 PHy_init分区，用于存储的PHY初始化数据
0x10000-0x3FFFFF Factory APP分区，保存出厂应用程序，分区表有工厂应用程序就会启动这个分区的程序
Core dump分区，查找系统崩溃时的软件错误，以便开发者分析原因
OTA0/OTA1分区，保存OTA下载固件，交替保存在这两个分区，镜像验证无误之后，会更新OTA data分区，分配好下一次应该从哪里启动。
fctry分区，保存阿里云四元组，这个就是私有数据了，可以在存储空间的最后分配一些空间用于保存一些APP的激活数据之类的，没有用到就可以忽略。

到这里，大家应该都了解了吧，正常情况下我们用系统内置的一些默认的就可以，当然，我们也可以自定义分区表，总之就是根据自己的具体情况具体分配，这里不具体展开说，后面有需要再展开说。

程序烧录

代码烧录就是把上面的每个分区的文件分别烧录进FLASH芯片中，我们以一个默认的例子，看下Arduino是怎么烧录的：

如上图所示，根据每个分区的地址，将用到的各个分区的内容依次烧录进FLASH中，关于存储空间的分配我们就讲到这里。

程序启动过程

ESP32，是如何运行RTOS的？

参考文档 general-notes.rst

1、第一阶段bootloader（ROM中）加载第二阶段bootloader（位于FLASH 0X1000）

2、第二阶段的boot loader加载分区表和MAIN APP应用程序（其实就是freertos了）

main APP包含RAM段和Flash段

① 去0X8000加载分区表，配置两个CPU（PRO CPU和APP CPU）的MMU，但只使能PRO cpu的flash，一旦被加载，就会跳到main APP的入口

3、执行main APP，此时，第二个CPU和RTOS调度器都会运行

入口调用 componments/esp32/cpu_start.c中的call_start_cpu0函数，

此函数会调用 call_start_cpu1.执行后PRO CPU执行start_cpu0，APP CPU执行start_cpu1

最终会调用app_main函数

我们打开ESP32 SDK中的core文件夹，里面有个main.cpp文件，打开我们就知道，app_main调用了loopTask函数，loopTask会先调用setup函数，再调用loop函数，loop函数会一直死循环，所以我们可以在setup里创建任务。

我们Arduino中的setup与loop函数就是上面的函数中调用的，这里我们也可以看出，ESP32在Arduino下不是裸奔的，是跑的FreeRTOS操作系统的！

感谢大家，关于ESP32的学习，希望大家Enjoy!

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