嵌入式 Linux 系列 11：存储、Flash 寿命和异常断电保护

嵌入式设备经常被直接断电。配置文件、日志、数据库、升级状态如果没有设计好，异常断电后就可能损坏。存储设计不是文件能写进去就结束了，还要考虑写入频率、原子性和 Flash 寿命。

一、先区分存储类型

常见介质：

• NOR Flash。
• NAND Flash。
• eMMC。
• SD 卡。
• SPI NAND。

常见文件系统：

• ext4。
• squashfs。
• ubifs。
• jffs2。
• tmpfs。

只读 rootfs 常用 squashfs，配置和日志放到可写 data 分区。

二、哪些数据需要持久化

需要持久化：

• 设备配置。
• 网络配置。
• 证书和密钥。
• OTA 状态。
• 关键业务数据。
• 必要日志。

不适合持久化：

• 高频 debug 日志。
• 临时缓存。
• 可从云端恢复的数据。
• 运行时中间状态。

高频写入会影响 Flash 寿命。

三、原子写配置

不要直接覆盖配置文件。推荐：

写 tmp
  -> fsync tmp
  -> rename
  -> fsync 目录

C 示例：

FILE *fp = fopen("/data/config/app.json.tmp", "w");
fputs(json, fp);
fflush(fp);
fsync(fileno(fp));
fclose(fp);
rename("/data/config/app.json.tmp", "/data/config/app.json");

这样断电后通常保留旧文件或新文件，不容易得到半个文件。

四、双备份配置

更稳的方式是保存两份：

app.json.a
app.json.b

每份带：

• version。
• sequence。
• checksum。

启动时选择 checksum 正确且 sequence 最大的一份。

这对关键配置很有价值。

五、控制日志写入

日志要有上限：

app.log
app.log.1
app.log.2

不要无限写：

tail -f huge.log

也不要每秒刷大量状态日志到 Flash。调试版本可以多写，量产版本要控制频率。

六、异常断电测试

必须做断电测试：

1. 写配置时断电。
2. 写日志时断电。
3. OTA 写入时断电。
4. 第一次启动初始化 data 时断电。
5. 数据库提交时断电。

测试后检查：

fsck
cat /data/config/app.json
ls -l /data/log

异常断电问题越早测越好，等设备部署后再遇到会很被动。