16. Easyflash4 boot times¶

16.1. 总览¶

本示例主要介绍Easyflash4 启动读写测试相关

16.2. 算法实现¶

16.2.1. 1.首次使用¶

假定 ENV 分区里有 4 个扇区，以下将按照操作 ENV 的方式，逐一举例讲解不同操作下，对应的 Flash 状态及数据变化。
首次使用时，EasyFlash 会检查各个扇区的 header，如果不符合规定的格式将执行全部格式化操作，格式化后，每个扇区的顶部将被存入 header ，负责记录当前扇区的状态、魔数等信息。格式化的初始化状态为空状态。

16.2.2. 2.添加 KV1、KV2、KV3¶

在执行添加操作前，会先检索合适地址来存放即将添加的新 KV，这里检索策略主要是：

确定当前选择的扇区剩余容量充足
优选选择正在使用状态的扇区，最后使用空状态扇区
检查新 KV 是否有同名的 KV 存在，存在还需要额外执行删除旧值的动作

通过上图可以看出， KV1、KV2 及 KV3 已经被放入 sector1 ，添加后，扇区状态也被修改为正在使用。

16.2.3. 3.修改 KV2 KV3，删除 KV1，添加 KV4¶

修改 ENV 时，旧的 ENV 将被删除，扇区的状态也将被修改为脏状态，然后再执行新增 ENV 的操作。

执行修改 KV2 时，已经存在的 KV2 旧值被修改为已删除，sector1 状态被修改为脏状态，此后将 KV2 新值放入 sector1，发现 sector1 已经没有空间了，sector1 的状态还会被修改为已满状态；
执行修改 KV3 时，已经存在的 KV3 旧值被修改为已删除，sector1 状态已经为脏状态，无需再做修改。经过查找发现 KV3 的新值只能放到 sector2，放到 sector2 后将其修改为正在使用状态；
执行删除 KV1 时，找到 KV1 的位置，将其修改为已删除状态，sector1 状态已经为脏状态，无需再做修改；
执行添加 KV4 时，经过查找在 sector2 找到合适的存储位置，将其添加后，sector2 状态已经为正在使用状态，无需再做修改。

16.2.4. 4.添加 KV5 KV6，触发 GC （Garbage Clear）¶

执行添加 KV5 操作，由于 KV5 体积较大，sector2 放不下，所以只能放在一个新扇区 sector3 上，添加后，修改 sector3 状态为正在使用 ;
执行添加 KV6 操作，KV6 也只能放在 sector3 下，将其放入 sector 3 后，发现 sector3 空间已满，所以将其修改已满状态。执行完成后，发现整个 ENV 的 4 个扇区只有 1 个状态为空的扇区了，这个扇区如果再继续使用就没法再执行 GC 操作了，所以此时触发了 GC 请求；
执行 GC 请求，EasyFlash 会找到所有被标记为已满并且为脏状态的扇区，并将其内部的 ENV 搬运至其他位置。就这样 sector1 上的 KV2 被搬运至了 sector2，腾空 sector1 后，又对其执行了格式化操作，这样整个 ENV 分区里又多了一个空状态的扇区。

16.3. boot times测试¶

16.3.1. 1. 测试流程以及效果¶

测试流程为：easyflash初始化 → 读boottimes → boottimes++ → 写boottimes，反复复位重启800次。

easyflash初始化

uint32_t timer_us;

timer_us = bl_timer_now_us();
easyflash_init();
timer_us = bl_timer_now_us() - timer_us;
printf("easyflash init time us %ld\r\n", timer_us);

读写boottimes

static void __easyflash_boottimes_dump()
{
    char *times = NULL;
    uint32_t times_num = 0;
    char env_set[12] = {0};

    uint32_t timer_us;

    timer_us = bl_timer_now_us();
    times = ef_get_env(EASYFLASH_BOOT_TIMES);
    timer_us = bl_timer_now_us() - timer_us;
    printf("easyflash read boot_times us %ld\r\n", timer_us);

    if (times == NULL) {
        __easyflash_first_boottimes();
        return;
    }
    times_num = atoi(times);
    sprintf(env_set, "%ld", ++times_num);

    timer_us = bl_timer_now_us();
    ef_set_env(EASYFLASH_BOOT_TIMES, env_set);
    ef_save_env();
    timer_us = bl_timer_now_us() - timer_us;
    printf("easyflash write boot_times us %ld\r\n", timer_us);

    printf("The system now boot times %ld\r\n", times_num);
}

测试结果如下图：

横坐标：boot times （单位：次数）

纵坐标：时间（单位：us）

红色线：easyflash 初始化耗时

绿色线：easyflash 写耗时

黄色线：读easyflash耗时

16.3.2. 2. 测试分析¶

easyflash_init过程包含读和其他操作,故初始化时间与读时间相关。图中第一次出现尖峰现象说明此时easyflash在检查并格式化扇区，详见：首次使用。
读过程分析：由于easyflash4每write一次kv（写KV详细过程见：添加KV），都会在old_kv地址后新增一个kv,再将old_kv标记为“delete”,所以每读一次kv，都需要遍历一遍kv，write次数越多，读耗时越长。
写过程分析：写之前都需要read找到kv（修改KV详细过程见：修改KV），本次测试write在read之后，每read一次后easyflash会更新到cache，故write的时间并没有与read呈线性关系。
图中可见，在boottimes在688次左右时，读写操作时间“初始化”了，同时write的时间出现尖峰，此时触发了GC（触发GC过程详见：触发GC），说明flash的大小已经快操作尽，只剩一个空闲sector。