【物联网智能网关-16】成功移植SQLite(STM32 .NET MF平台)

 前言

.NET Micro Framework系统官方代码是不支持任何数据库的，这对一些具有用户管理的Web Server、RFID数据采集和复杂的手持机应用来说是非常不方便的。

很早就知道了SQLite，但是一直没有深入研究，随着目前移植的.NET Micro Framework系统越来越成熟，用户对数据库支持的呼声也越来越高，迫切需要一个数据库平台了。考虑到移植难度和代码大小，最初原打算把YFIOs系统中的内存YFIODB数据库修改为文件版本，这样移植是最快的，代码也比较小，但是缺点是比较明显的，不支持Select等相关的SQL语句，这对熟悉数据库应用的用户来说，还需要重新了解数据库的操作方法，还不如用文件来实现了。

在这个过程中，也了解了其它的嵌入式数据库，如FastDB、Berkeley DB等开源嵌入式数据库，但其用户群和知名度远比不上SQLite，考虑到物联网中间件本身就是一个框架和平台，供用户二次开发，用户越熟悉的技术就应该优先选择。

确定了要移植SQLite数据库，但是又引出一个问题，是移植SQLite最新的版本？还是以前相对代码较小的版本？这着实让我踌躇了良久。

SQLite V2x和V3x比较

项目	V2.8.17	V3.7.15
API接口个数	44	207
源文件个数	44	89
源代码字节数	1.32M	4.0M
Win32 dll库大小	209K	591K
文本编码支持	UTF-8或iso8859	UTF-8、UTF-16
二进制数据（Blob）	不支持	支持
行编号	32字节	64字节
并发性	多读，单写	改良的并发性

.NET Micro Framework的核心代码也不过300K左右，如果支持一个比自己核心还大的多的数据库，真有点小马拉大车的感觉，所以在满足基本功能的基础上（以前我比较担心V2x版本的国际化应用，比如是否支持中文），代码大小是我最关注的。

在Windows平台上对SQLite V2.8.17进行测试后，决定移植V2x版本的SQLite（当然后续不排除再移植3.0版本），移植成功后，release版本的 SQLite的大小大概130K左右。

SQLite V2x和V3x .NET Framework开发

考虑到.NET Micro Framework是.NET框架，所以最初研究的是System.Data.SQLite.dll库，后来发现，一是System.Data.SQLite.dll封装的太过复杂，二是System.Data.SQLite.dll对.NET Framework的框架非常依赖，并且针对不同平台，很难做到直接拷贝就可以使用（必须要安装），三是没有支持SQLite V2x的版本。

所以最后还是决定用Interop的方式直接访问Win32 的 SQLite.dll。网上搜索了一下，有关于SQLite3的相关示例，SQLite V2x的就没有了。所以先研究了一下SQLite3的接口应用，然后根据C++相关的接口定义，反推了一下SQLite V2x的C#接口。

在Windows .NET Framework平台测试SQLite V2x接口（如下图）没有问题的情况下，才开始进行.NET Micro Framework 平台下的SQLite V2x的移植。

 

SQLite V2x .NET Micro Framework移植

理论情况下，只需要对OS.c代码中的接口进行.NET MF的实现即可（标准的OS.c文件已经支持Windows，UNIX、Mac OS平台）。但实际移植发现，远没有这么简单。

（1）、SQLite代码都是标准的C语言，但是OS.c中需要调用.NET MF本身的C++代码操作接口，所以SQLite所有源码的c扩展名一律修改为cpp接口，采用cpp编译器进行编译，但是这样修改后，会出现很多编译错误，大都是类型转换的错误。

（2）、.NET Micro Framework平台不支持（或不建议）直接采用标准的string.h、ctype.h、math.h和stdio.h等头文件定义的函数。.NET Micro Framework代码中已经有部分字符串操作的实现，但是为了实现SQLite的正确编译，还必须自己补全相关操作函数。时间、文件等操作函数，也需要转换为.NET Micro Framework平台下的，或者自己实现。

（3）、内存分配相关函数.NET Micro Framework有两类，一种就是private_开头的函数，另外就是TinyCLR支持的内存操作函数，由于二者使用的堆空间不同（private_开头的操作Custom_Heap，这个一般都比较小），所以我调试的时候采用private_开头的函数，实际应用则是TinyCLR内存操作函数。把SQLite内存相关操作的函数，修改为.NET Micro Framework的。

（4）、由于.NET Micro Framework底层代码对文件的操作相对简单，所以SQLite产生的临时文件，我是在上层C#代码中进行清除的。

（5）、锁操作，.NET Micro Framework底层是无法对文件进行锁定操作的，考虑到.NET Micro Framework本身的特点（单进程，多线程），所以在上层C#代码中进行了简单的锁实现（该锁读写不能同时）。

（6）、SQLite指针应用的非常多，稍有不慎，系统就会出异常，所以在移植过程中，一定要研究透各种接口指针的实际含义（比如定义char ***p这类指针，我以前就很少遇到） ，否则调试过程将是一个噩梦。

SQLite.NET MF应用开发

   .NET MF C#接口又进行了封装，一是接口尽可能和System.Data.SQLite.dll兼容，二是做一些必要的内存释放和其它处理（如系统格式化，创建临时目录，磁盘刷新等等）。

   其实对相对简单的嵌入式应用来说，数据库无非就是建表，添加和修改数据，删除，获取表数据而已，而这些功能都可以通过SQL语句进行实现，所以说功能多，但是接口却很简单（如下图所示）。

 

测试代码如下：  

  public  static void Main()      {          string dbPath = "\\ROOT\\mftest.db";          using (SQLite db = new SQLite(dbPath)) //":memory:"))
         {              //创建表
             db.ExecuteNonQuery("CREATE TABLE student(id INTEGER, name VARCHAR(20), sex VARCHAR(2));");                 //插入数据
             db.ExecuteNonQuery("INSERT INTO student VALUES(1, '小红', '女');");              db.ExecuteNonQuery("INSERT INTO student VALUES(2, '小李', '男');");              db.ExecuteNonQuery("INSERT INTO student VALUES(3, '小明', '男');");                 //读取表
             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);      }

运行调试的场景如下图所示：

 

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

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

相关硬件: http://www.sky-walker.com.cn/Products.asp?Id=24