ESP32 相关知识

搞了2个星期，才把开发环境搞好。是的，要骂人了。但这对于我来说，是个学习的机会，毕竟之前连VSCode都没怎么用过。

但从这次查找问题的过程中，发现自己解决问题能力的不足。说到底就是一个不断反省的过程。好了，收拾好心情，下一步了。

既然要开发ESP32的固件，那就需要大概了解ESP32固件内部的运行情况。

链接：应用程序的启动流程 - ESP32-C3 - — ESP-IDF 编程指南 v4.4.1 文档 (espressif.com)

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总的来说，ESP32上电后，会进行3个步骤：（1）一级引导程序被固化在ESP32内部的ROM中，它会从flash的0x0偏移地址处加载二级引导程序至RAM中；（2）二级引导程序从flash中加载分区表和主程序镜像至内存中，主程序中包含了RAM段和通过flash高速缓存映射的只读段；（3）应用程序启动阶段运行，这时第二个CPU和RTOS的调度器启动。

再概括一些就是，当一级引导程序校验并加载完二级引导程序后，它会从二进制镜像的头部找到二级引导程序的入口点，二级引导程序加载了代码并设置了flash MMU，二级引导程序将验证应用程序完成性，并从二进制镜像文件的头部寻找入口地址，然后跳转到该地址处运行。

第二阶段引导程序源代码可在ESP-IDF的components/bootloader目录中找到。该引导程序位于flash的0x1000偏移地址处。

ESP-IDF软件引导加载程序（bootloader）主要执行以下任务：

（1）内部模块的最小化初始配置；

（2）如果配置了Flash加密和/或Secure，则对其进行初始化。

（3）根据分区表和ota_data（如果存在）选择需要引导的应用程序（app）分区。

（4）将此应用程序镜像加载到RAM（IRAM和DRAM）中，最后把控制权转交给此应用程序。

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“项目配置”保存在项目根目录中的sakconfig文件中。通过make menuconfig修改此文件以自定义项目配置。单个项目只包含一个项目配置。

“app”是由esp-idf构建的可执行文件。单个项目通常会构建两个应用程序。一个“项目应用程序”（主要可执行文件，即您的自定义固件）和一个“引导程序”（启动项目应用程序的初始引导程序）。

“组件”是独立代码的模块化部分，它们被编译成静态库（.a文件）并链接到应用程序。有些是由esp-idf本身提供的，有些则可能来自其他地方。

APP子类型：

当type为app时，子类型字段可以指定为factory(0)，ota_0(0x10).......ota_15(0x1F)或者test(0x20)。

factory(0)是默认的应用程序分区。引导加载程序将执行工厂应用程序，除非它看到类型为data/ota的分区，在这种情况下，它会读取此分区以确定要引导的OTA映像。

OTA永远不会更新factory分区。

如果要保留OTA项目中的闪存使用率，可以删除factory分区并改为使用ota_0。

ota_0（0x10）.......ota_15(0x1F)是OTA app区域。如果使用OTA，则应用程序应至少具有两个OTA应用程序槽（ota_0 & ota_1）。

test(0x20)是factory测试程序的保留子类型。esp-idf引导程序当前不支持它。

数据子类型：

当type为data时，子类型可以指定为ota(0),phy(1),nvs(2)。

ota(0)是OTA数据分区，它存储有关当前所选OTA应用程序的信息。此分区的大小应为0x2000字节。

phy(1)用于存储PHY初始化数据。这允许PHY到每个设备被配置，而不是在固件。

在默认配置中，不使用PHY分区，并且PHY初始化数据被编译到APP本身。因此，可以从分区表中删除此分区以节省空间。

要从此分区加载PHY数据，请运行make menuconfig并启用CONFIG_ESP32_PHY_INIT_DATA_IN_PARTITION选项。您还需要使用phy int数据刷新（flash）设备，因为esp-idf构建系统不会自动执行此操作。

nvs(2)用于非易失性存储（NVS）API

nvs用于存储每个设备PHY校准数据（与初始化数据不同）。

如果使用esp_wifi_set_storage(WIFI_STORAGE_FLASH)初始化功能，则NVS用于存储wifi数据。

NVS API还可用于其他应用程序数据。

强烈建议您在项目中包含至少0x3000字节的NVS分区。

如果使用NVS API存储大量数据，请将NVS分区默认的0X600字节大小增加。