mirror of
				https://github.com/eledio-devices/thirdparty-littlefs.git
				synced 2025-10-31 00:32:38 +01:00 
			
		
		
		
	Adopted ctz skip-list structure earlier than expected
The primary data structure backing the little fs was planned to be a little ctz based skip-list for O(logn) lookup and O(1) append. Was initially planning to start with a simple linked list of index blocks, but was having trouble implementing the free-list on top of the structure. Went ahead and adopted the skip-list structure since it may have actually been easier.
This commit is contained in:
		
							
								
								
									
										2
									
								
								Makefile
									
									
									
									
									
								
							
							
						
						
									
										2
									
								
								Makefile
									
									
									
									
									
								
							| @@ -12,7 +12,7 @@ ASM := $(SRC:.c=.s) | |||||||
| ifdef DEBUG | ifdef DEBUG | ||||||
| CFLAGS += -O0 -g3 | CFLAGS += -O0 -g3 | ||||||
| else | else | ||||||
| CFLAGS += -O2 | CFLAGS += -Os | ||||||
| endif | endif | ||||||
| ifdef WORD | ifdef WORD | ||||||
| CFLAGS += -m$(WORD) | CFLAGS += -m$(WORD) | ||||||
|   | |||||||
							
								
								
									
										251
									
								
								lfs.c
									
									
									
									
									
								
							
							
						
						
									
										251
									
								
								lfs.c
									
									
									
									
									
								
							| @@ -26,10 +26,111 @@ static uint32_t lfs_crc(const uint8_t *data, lfs_size_t size, uint32_t crc) { | |||||||
|     return crc; |     return crc; | ||||||
| } | } | ||||||
|  |  | ||||||
| lfs_error_t lfs_create(lfs_t *lfs, lfs_bd_t *bd, const struct lfs_bd_ops *ops) { | static lfs_error_t lfs_alloc(lfs_t *lfs, lfs_ino_t *ino); | ||||||
|     // TODO rm me, for debugging | static lfs_error_t lfs_free(lfs_t *lfs, lfs_ino_t ino); | ||||||
|     memset(lfs, 0, sizeof(lfs_t)); |  | ||||||
|  |  | ||||||
|  |  | ||||||
|  | // Next index offset | ||||||
|  | static lfs_off_t lfs_inext(lfs_t *lfs, lfs_off_t ioff) { | ||||||
|  |     ioff += 1; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     lfs_size_t wcount = lfs->info.erase_size/4; | ||||||
|  |     while (ioff % wcount == 0) { | ||||||
|  |         ioff += lfs_min(lfs_ctz(ioff/wcount + 1), wcount-1) + 1; | ||||||
|  |     } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     return ioff; | ||||||
|  | } | ||||||
|  |  | ||||||
|  | // Find index in index chain given its index offset | ||||||
|  | static lfs_error_t lfs_ifind(lfs_t *lfs, lfs_ino_t head, | ||||||
|  |         lfs_size_t icount, lfs_off_t ioff, lfs_ino_t *ino) { | ||||||
|  |     lfs_size_t wcount = lfs->info.erase_size/4; | ||||||
|  |     lfs_off_t iitarget = ioff / wcount; | ||||||
|  |     lfs_off_t iicurrent = (icount-1) / wcount; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     while (iitarget != iicurrent) { | ||||||
|  |         lfs_size_t skip = lfs_min( | ||||||
|  |                 lfs_min(lfs_ctz(iicurrent+1), wcount-1), | ||||||
|  |                 lfs_npw2((iitarget ^ iicurrent)+1)-1); | ||||||
|  |          | ||||||
|  |         lfs_error_t err = lfs->ops->read(lfs->bd, (void*)&head, | ||||||
|  |                 head, 4*skip, 4); | ||||||
|  |         if (err) { | ||||||
|  |             return err; | ||||||
|  |         } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |         iicurrent -= 1 << skip; | ||||||
|  |     } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     return lfs->ops->read(lfs->bd, (void*)ino, head, 4*(ioff % wcount), 4); | ||||||
|  | } | ||||||
|  |  | ||||||
|  | // Append index to index chain, updates head and icount | ||||||
|  | static lfs_error_t lfs_iappend(lfs_t *lfs, lfs_ino_t *headp, | ||||||
|  |         lfs_size_t *icountp, lfs_ino_t ino) { | ||||||
|  |     lfs_ino_t head = *headp; | ||||||
|  |     lfs_size_t ioff = *icountp - 1; | ||||||
|  |     lfs_size_t wcount = lfs->info.erase_size/4; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     ioff += 1; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     while (ioff % wcount == 0) { | ||||||
|  |         lfs_ino_t nhead; | ||||||
|  |         lfs_error_t err = lfs_alloc(lfs, &nhead); | ||||||
|  |         if (err) { | ||||||
|  |             return err; | ||||||
|  |         } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |         lfs_off_t skips = lfs_min(lfs_ctz(ioff/wcount + 1), wcount-1) + 1; | ||||||
|  |         for (lfs_off_t i = 0; i < skips; i++) { | ||||||
|  |             err = lfs->ops->write(lfs->bd, (void*)&head, nhead, 4*i, 4); | ||||||
|  |             if (err) { | ||||||
|  |                 return err; | ||||||
|  |             } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |             if (head && i != skips-1) { | ||||||
|  |                 err = lfs->ops->read(lfs->bd, (void*)&head, head, 4*i, 4); | ||||||
|  |                 if (err) { | ||||||
|  |                     return err; | ||||||
|  |                 } | ||||||
|  |             } | ||||||
|  |         } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |         ioff += skips; | ||||||
|  |         head = nhead; | ||||||
|  |     } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     lfs_error_t err = lfs->ops->write(lfs->bd, (void*)&ino, | ||||||
|  |             head, 4*(ioff % wcount), 4); | ||||||
|  |     if (err) { | ||||||
|  |         return err; | ||||||
|  |     } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     *headp = head; | ||||||
|  |     *icountp = ioff + 1; | ||||||
|  |     return 0; | ||||||
|  | } | ||||||
|  |  | ||||||
|  | // Memory managment | ||||||
|  | static lfs_error_t lfs_alloc(lfs_t *lfs, lfs_ino_t *ino) { | ||||||
|  |     lfs_error_t err = lfs_ifind(lfs, lfs->free.head, | ||||||
|  |             lfs->free.icount, lfs->free.ioff, ino); | ||||||
|  |     if (err) { | ||||||
|  |         return err; | ||||||
|  |     } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     lfs->free.ioff = lfs_inext(lfs, lfs->free.ioff); | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     return lfs->ops->erase(lfs->bd, *ino, 0, lfs->info.erase_size); | ||||||
|  | } | ||||||
|  |  | ||||||
|  | static lfs_error_t lfs_free(lfs_t *lfs, lfs_ino_t ino) { | ||||||
|  |     return lfs_iappend(lfs, &lfs->free.head, &lfs->free.icount, ino); | ||||||
|  | } | ||||||
|  |  | ||||||
|  | // Little filesystem operations | ||||||
|  | lfs_error_t lfs_create(lfs_t *lfs, lfs_bd_t *bd, const struct lfs_bd_ops *ops) { | ||||||
|     lfs->bd = bd; |     lfs->bd = bd; | ||||||
|     lfs->ops = ops; |     lfs->ops = ops; | ||||||
|  |  | ||||||
| @@ -41,123 +142,6 @@ lfs_error_t lfs_create(lfs_t *lfs, lfs_bd_t *bd, const struct lfs_bd_ops *ops) { | |||||||
|     return 0; |     return 0; | ||||||
| } | } | ||||||
|  |  | ||||||
| static lfs_off_t lfs_calc_irem(lfs_t *lfs, lfs_size_t isize) { |  | ||||||
|     lfs_size_t icount = lfs->info.erase_size/4; |  | ||||||
|  |  | ||||||
|     if (isize <= icount) { |  | ||||||
|         return isize; |  | ||||||
|     } else { |  | ||||||
|         return ((isize-2) % (icount-1)) + 1; |  | ||||||
|     } |  | ||||||
| } |  | ||||||
|  |  | ||||||
| static lfs_off_t lfs_calc_ioff(lfs_t *lfs, lfs_size_t ioff) { |  | ||||||
|     lfs_size_t icount = lfs->info.erase_size/4; |  | ||||||
|  |  | ||||||
|     if (ioff < icount) { |  | ||||||
|         return ioff; |  | ||||||
|     } else { |  | ||||||
|         return ((ioff-1) % (icount-1)) + 1; |  | ||||||
|     } |  | ||||||
| } |  | ||||||
|  |  | ||||||
| static lfs_error_t lfs_ifind(lfs_t *lfs, lfs_ino_t head, |  | ||||||
|         lfs_size_t isize, lfs_off_t ioff, lfs_ino_t *ino) { |  | ||||||
|     if (ioff >= isize) { |  | ||||||
|         return -15; |  | ||||||
|     } else if (isize == 1) { |  | ||||||
|         *ino = head; |  | ||||||
|         return 0; |  | ||||||
|     } |  | ||||||
|  |  | ||||||
|     lfs_off_t ilookback = isize - ioff; |  | ||||||
|     lfs_off_t irealoff = lfs_calc_ioff(lfs, ioff); |  | ||||||
|  |  | ||||||
|     while (true) { |  | ||||||
|         lfs_size_t irem = lfs_calc_irem(lfs, isize); |  | ||||||
|         if (ilookback <= irem) { |  | ||||||
|             return lfs->ops->read(lfs->bd, (void*)ino, |  | ||||||
|                     head, 4*irealoff, 4); |  | ||||||
|         } |  | ||||||
|  |  | ||||||
|         lfs_error_t err = lfs->ops->read(lfs->bd, (void*)&head, head, 0, 4); |  | ||||||
|         if (err) { |  | ||||||
|             return err; |  | ||||||
|         } |  | ||||||
|         ilookback -= irem; |  | ||||||
|         isize -= irem; |  | ||||||
|     } |  | ||||||
| } |  | ||||||
|  |  | ||||||
| static lfs_error_t lfs_alloc(lfs_t *lfs, lfs_ino_t *ino) { |  | ||||||
|     lfs_error_t err = lfs_ifind(lfs, lfs->free.head, |  | ||||||
|             lfs->free.rev[1], lfs->free.rev[0], ino); |  | ||||||
|     if (err) { |  | ||||||
|         return err; |  | ||||||
|     } |  | ||||||
|  |  | ||||||
|     err = lfs->ops->erase(lfs->bd, *ino, 0, lfs->info.erase_size); |  | ||||||
|     if (err) { |  | ||||||
|         return err; |  | ||||||
|     } |  | ||||||
|  |  | ||||||
|     lfs->free.rev[0] += 1; |  | ||||||
|     return 0; |  | ||||||
| } |  | ||||||
|  |  | ||||||
| static lfs_error_t lfs_free(lfs_t *lfs, lfs_ino_t ino) { |  | ||||||
|     // TODO handle overflow? |  | ||||||
|     if (lfs->free.rev[1] == 0) { |  | ||||||
|         lfs->free.head = ino; |  | ||||||
|         lfs->free.rev[1]++; |  | ||||||
|         lfs->free.off = lfs->info.erase_size; |  | ||||||
|         return 0; |  | ||||||
|     } |  | ||||||
|  |  | ||||||
|     if (lfs->free.off == lfs->info.erase_size || !lfs->free.head) { |  | ||||||
|         lfs_ino_t nhead = 0; |  | ||||||
|         lfs_error_t err = lfs_alloc(lfs, &nhead); |  | ||||||
|         if (err) { |  | ||||||
|             return err; |  | ||||||
|         } |  | ||||||
|  |  | ||||||
|         if (lfs->free.off == lfs->info.erase_size) { |  | ||||||
|             err = lfs->ops->write(lfs->bd, (void*)&lfs->free.head, nhead, 0, 4); |  | ||||||
|             if (err) { |  | ||||||
|                 return err; |  | ||||||
|             } |  | ||||||
|         } else { |  | ||||||
|             for (lfs_off_t i = 0; i < lfs->free.off; i += 4) { |  | ||||||
|                 lfs_ino_t ino; |  | ||||||
|                 lfs_error_t err = lfs->ops->read(lfs->bd, (void*)&ino, |  | ||||||
|                         lfs->free.phead, i, 4); |  | ||||||
|                 if (err) { |  | ||||||
|                     return err; |  | ||||||
|                 } |  | ||||||
|  |  | ||||||
|                 err = lfs->ops->write(lfs->bd, (void*)&ino, |  | ||||||
|                         nhead, i, 4); |  | ||||||
|                 if (err) { |  | ||||||
|                     return err; |  | ||||||
|                 } |  | ||||||
|             } |  | ||||||
|         } |  | ||||||
|  |  | ||||||
|         lfs->free.head = nhead; |  | ||||||
|         lfs->free.off = 4; |  | ||||||
|     } |  | ||||||
|  |  | ||||||
|     lfs_error_t err = lfs->ops->write(lfs->bd, (void*)&ino, |  | ||||||
|             lfs->free.head, lfs->free.off, 4); |  | ||||||
|     if (err) { |  | ||||||
|         return err; |  | ||||||
|     } |  | ||||||
|  |  | ||||||
|     lfs->free.off += 4; |  | ||||||
|     lfs->free.rev[1] += 1; |  | ||||||
|     return 0; |  | ||||||
| } |  | ||||||
|  |  | ||||||
| lfs_error_t lfs_format(lfs_t *lfs) { | lfs_error_t lfs_format(lfs_t *lfs) { | ||||||
|     struct lfs_bd_info info; |     struct lfs_bd_info info; | ||||||
|     lfs_error_t err = lfs->ops->info(lfs->bd, &info); |     lfs_error_t err = lfs->ops->info(lfs->bd, &info); | ||||||
| @@ -165,22 +149,21 @@ lfs_error_t lfs_format(lfs_t *lfs) { | |||||||
|         return err; |         return err; | ||||||
|     } |     } | ||||||
|  |  | ||||||
|     err = lfs->ops->erase(lfs->bd, 0, 0, info.erase_size); |     err = lfs->ops->erase(lfs->bd, 0, 0, 5*info.erase_size); | ||||||
|     if (err) { |     if (err) { | ||||||
|         return err; |         return err; | ||||||
|     } |     } | ||||||
|  |  | ||||||
|     // TODO erase what could be misinterpreted (pairs of blocks) |     // TODO make sure that erase clobbered blocks | ||||||
|  |  | ||||||
|     {   // Create free list |     {   // Create free list | ||||||
|         lfs->free.rev[0] = 0; |         lfs->free.head = 4; | ||||||
|         lfs->free.rev[1] = 0; |         lfs->free.ioff = 1; | ||||||
|         lfs->free.phead = 0; |         lfs->free.icount = 1; | ||||||
|         lfs->free.head = 0; |         lfs->free.rev = 1; | ||||||
|         lfs->free.off = 0; |  | ||||||
|  |  | ||||||
|         lfs_size_t block_count = lfs->info.total_size / lfs->info.erase_size; |         lfs_size_t block_count = lfs->info.total_size / lfs->info.erase_size; | ||||||
|         for (lfs_ino_t i = 4; i < block_count; i++) { |         for (lfs_ino_t i = 5; i < block_count; i++) { | ||||||
|             lfs_error_t err = lfs_free(lfs, i); |             lfs_error_t err = lfs_free(lfs, i); | ||||||
|             if (err) { |             if (err) { | ||||||
|                 return err; |                 return err; | ||||||
| @@ -194,10 +177,8 @@ lfs_error_t lfs_format(lfs_t *lfs) { | |||||||
|             lfs_word_t rev; |             lfs_word_t rev; | ||||||
|             lfs_size_t len; |             lfs_size_t len; | ||||||
|             lfs_ino_t  tail[2]; |             lfs_ino_t  tail[2]; | ||||||
|             lfs_word_t free_rev[2]; |             struct lfs_free_list free; | ||||||
|             lfs_ino_t  free_ino; |         } header = {1, 0, {0, 0}, lfs->free}; | ||||||
|         } header = {1, 0, {0, 0}, |  | ||||||
|             {lfs->free.rev[0], lfs->free.rev[1]}, lfs->free.head}; |  | ||||||
|         err = lfs->ops->write(lfs->bd, (void*)&header, 2, 0, sizeof(header)); |         err = lfs->ops->write(lfs->bd, (void*)&header, 2, 0, sizeof(header)); | ||||||
|         if (err) { |         if (err) { | ||||||
|             return err; |             return err; | ||||||
| @@ -227,12 +208,10 @@ lfs_error_t lfs_format(lfs_t *lfs) { | |||||||
|             lfs_word_t rev; |             lfs_word_t rev; | ||||||
|             lfs_word_t len; |             lfs_word_t len; | ||||||
|             lfs_word_t tail[2]; |             lfs_word_t tail[2]; | ||||||
|             lfs_word_t free_head; |             struct lfs_free_list free; | ||||||
|             lfs_word_t free_end; |  | ||||||
|             lfs_ino_t  free_ino; |  | ||||||
|             char magic[4]; |             char magic[4]; | ||||||
|             struct lfs_bd_info info; |             struct lfs_bd_info info; | ||||||
|         } header = {1, 0, {2, 3}, 0, 0, 0, {"lfs"}, info}; |         } header = {1, 0, {2, 3}, {0}, {"lfs"}, info}; | ||||||
|         err = lfs->ops->write(lfs->bd, (void*)&header, 0, 0, sizeof(header)); |         err = lfs->ops->write(lfs->bd, (void*)&header, 0, 0, sizeof(header)); | ||||||
|         if (err) { |         if (err) { | ||||||
|             return err; |             return err; | ||||||
|   | |||||||
							
								
								
									
										7
									
								
								lfs.h
									
									
									
									
									
								
							
							
						
						
									
										7
									
								
								lfs.h
									
									
									
									
									
								
							| @@ -11,11 +11,10 @@ | |||||||
| #include "lfs_bd.h" | #include "lfs_bd.h" | ||||||
|  |  | ||||||
| struct lfs_free_list { | struct lfs_free_list { | ||||||
|     lfs_word_t rev[2]; |  | ||||||
|     lfs_ino_t phead; |  | ||||||
|     lfs_ino_t head; |     lfs_ino_t head; | ||||||
|     lfs_ino_t tip; |     lfs_word_t ioff; | ||||||
|     lfs_off_t off; |     lfs_word_t icount; | ||||||
|  |     lfs_word_t rev; | ||||||
| }; | }; | ||||||
|  |  | ||||||
| typedef struct lfs { | typedef struct lfs { | ||||||
|   | |||||||
| @@ -34,4 +34,12 @@ static inline lfs_word_t lfs_min(lfs_word_t a, lfs_word_t b) { | |||||||
|     return (a < b) ? a : b; |     return (a < b) ? a : b; | ||||||
| } | } | ||||||
|  |  | ||||||
|  | static inline lfs_word_t lfs_ctz(lfs_word_t a) { | ||||||
|  |     return __builtin_ctz(a); | ||||||
|  | } | ||||||
|  |  | ||||||
|  | static inline lfs_word_t lfs_npw2(lfs_word_t a) { | ||||||
|  |     return 32 - __builtin_clz(a-1); | ||||||
|  | } | ||||||
|  |  | ||||||
| #endif | #endif | ||||||
|   | |||||||
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