【物聯網智能網關-16】成功移植SQLite(STM32 .NET MF平台)

前言

.NET Micro Framework系統官方代碼是不支援任何資料庫的，這對一些具有使用者管理的Web Server、RFID資料擷取和複雜的手持機應用來說是非常不方便的。

很早就知道了SQLite，但是一直沒有深入研究，隨著目前移植的.NET Micro Framework系統越來越成熟，使用者對資料庫支援的呼聲也越來越高，迫切需要一個資料庫平台了。考慮到移植難度和代碼大小，最初原打算把YFIOs系統中的記憶體YFIODB資料庫修改為檔案版本，這樣移植是最快的，代碼也比較小，但是缺點是比較明顯的，不支援Select等相關的SQL語句，這對熟悉資料庫應用的使用者來說，還需要重新瞭解資料庫的操作方法，還不如用檔案來實現了。

在這個過程中，也瞭解了其它的嵌入式資料庫，如FastDB、Berkeley DB等開源嵌入式資料庫，但其使用者群和知名度遠比不上SQLite，考慮到物聯網中介軟體本身就是一個架構和平台，供使用者二次開發，使用者越熟悉的技術就應該優先選擇。

確定了要移植SQLite資料庫，但是又引出一個問題，是移植SQLite最新的版本？還是以前相對代碼較小的版本？這著實讓我躊躇了良久。

SQLite V2x和V3x比較

項目	V2.8.17	V3.7.15
API介面個數	44	207
源檔案個數	44	89
原始碼位元組數	1.32M	4.0M
Win32 dll庫大小	209K	591K
文本編碼支援	UTF-8或iso8859	UTF-8、UTF-16
位元據（Blob）	不支援	支援
行編號	32位元組	64位元組
並發性	多讀，單寫	改良的並發性

.NET Micro Framework的核心代碼也不過300K左右，如果支援一個比自己核心還大的多的資料庫，真有點小馬拉大車的感覺，所以在滿足準系統的基礎上（以前我比較擔心V2x版本的國際化應用，比如是否支援中文），代碼大小是我最關注的。

在Windows平台上對SQLite V2.8.17進行測試後，決定移植V2x版本的SQLite（當然後續不排除再移植3.0版本），移植成功後，release版本的 SQLite的大小大概130K左右。

SQLite V2x和V3x .NET Framework開發

考慮到.NET Micro Framework是.NET架構，所以最初研究的是System.Data.SQLite.dll庫，後來發現，一是System.Data.SQLite.dll封裝的太過複雜，二是System.Data.SQLite.dll對.NET Framework的架構非常依賴，並且針對不同平台，很難做到直接拷貝就可以使用（必須要安裝），三是沒有支援SQLite V2x的版本。

所以最後還是決定用Interop的方式直接存取Win32 的 SQLite.dll。網上搜尋了一下，有關於SQLite3的相關樣本，SQLite V2x的就沒有了。所以先研究了一下SQLite3的介面應用，然後根據C++相關的介面定義，反推了一下SQLite V2x的C#介面。

在Windows .NET Framework平台測試SQLite V2x介面（如）沒有問題的情況下，才開始進行.NET Micro Framework 平台下的SQLite V2x的移植。

 

SQLite V2x .NET Micro Framework移植

理論情況下，只需要對OS.c代碼中的介面進行.NET MF的實現即可（標準的OS.c檔案已經支援Windows，UNIX、Mac OS平台）。但實際移植髮現，遠沒有這麼簡單。

（1）、SQLite代碼都是標準的C語言，但是OS.c中需要調用.NET MF本身的C++代碼操作介面，所以SQLite所有源碼的c副檔名一律修改為cpp介面，採用cpp編譯器進行編譯，但是這樣修改後，會出現很多編譯錯誤，大都是類型轉換的錯誤。

（2）、.NET Micro Framework平台不支援（或不建議）直接採用標準的string.h、ctype.h、math.h和stdio.h等標頭檔定義的函數。.NET Micro Framework代碼中已經有部分字串操作的實現，但是為了實現SQLite的正確編譯，還必須自己補全相關操作函數。時間、檔案等操作函數，也需要轉換為.NET Micro Framework平台下的，或者自己實現。

（3）、記憶體配置相關函數.NET Micro Framework有兩類，一種就是private_開頭的函數，另外就是TinyCLR支援的記憶體操作函數，由於二者使用的堆空間不同（private_開頭的操作Custom_Heap，這個一般都比較小），所以我調試的時候採用private_開頭的函數，實際應用則是TinyCLR記憶體操作函數。把SQLite記憶體相關操作的函數，修改為.NET Micro Framework的。

（4）、由於.NET Micro Framework底層代碼對檔案的操作相對簡單，所以SQLite產生的臨時檔案，我是在上層C#代碼中進行清除的。

（5）、鎖操作，.NET Micro Framework底層是無法對檔案進行鎖定操作的，考慮到.NET Micro Framework本身的特點（單進程，多線程），所以在上層C#代碼中進行了簡單的鎖實現（該鎖讀寫不能同時）。

（6）、SQLite指標應用的非常多，稍有不慎，系統就會出異常，所以在移植過程中，一定要研究透各種介面指標的實際含義（比如定義char ***p這類指標，我以前就很少遇到） ，否則調試過程將是一個噩夢。

SQLite.NET MF應用開發

   .NET MF C#介面又進行了封裝，一是介面儘可能和System.Data.SQLite.dll相容，二是做一些必要的記憶體釋放和其它處理（如系統格式化，建立臨時目錄，磁碟排清等等）。

   其實對相對簡單的嵌入式應用來說，資料庫無非就是建表，添加和修改資料，刪除，擷取表資料而已，而這些功能都可以通過SQL語句進行實現，所以說功能多，但是介面卻很簡單（如所示）。

 

測試代碼如下：  

  public  static void Main()    {        string dbPath = "\\ROOT\\mftest.db";        using (SQLite db = new SQLite(dbPath)) //":memory:"))        {            //建立表            db.ExecuteNonQuery("CREATE TABLE student(id INTEGER, name VARCHAR(20), sex VARCHAR(2));");             //插入資料            db.ExecuteNonQuery("INSERT INTO student VALUES(1, '小紅', '女');");            db.ExecuteNonQuery("INSERT INTO student VALUES(2, '小李', '男');");            db.ExecuteNonQuery("INSERT INTO student VALUES(3, '小明', '男');");             //讀取表            YFDataTable table = db.ExecuteQuery("SELECT * FROM student"); // WHERE name = '小李';");            string info = "";            foreach (YFColumn col in table.Columns)            {                info += col.Name + " ";            }            Debug.Print(info);            foreach (YFDataRow row in table.Rows)            {                Debug.Print(row[0].ToString() + "," + row[1] + "," + row[2]);            }        }        Thread.Sleep(Timeout.Infinite);    }

運行調試的情境如所示：

 

 ----------------------------------------------------------------------

 

MF簡介：http://blog.csdn.net/yefanqiu/article/details/5711770

MF資料：http://www.sky-walker.com.cn/News.asp?Id=25

相關硬體: http://www.sky-walker.com.cn/Products.asp?Id=24