嵌入式linux下的文件系统.docx
- 文档编号:29850755
- 上传时间:2023-07-27
- 格式:DOCX
- 页数:15
- 大小:23.59KB
嵌入式linux下的文件系统.docx
《嵌入式linux下的文件系统.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《嵌入式linux下的文件系统.docx(15页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
嵌入式linux下的文件系统
嵌入式linux下常见的文件系统
RomFS:
只读文件系统,可以放在ROM空间,也
可以在系统的RAM中,嵌入式linux中常用来作
根文件系统
•RamFS:
利用VFS自身结构而形成的内存文件系
统,使用系统的RAM空间
•JFFS/JFFS2:
为Flash设计的日志文件系统
•Yaffs:
专门为NandFlash设计
•proc:
为内核和内核模块将信息发送给进程提
供一种机制,可以查看系统模块装载的信息
•devFS:
设备文件系统
Linux上的Ext2fs
•支持4TB存储、文件名称最长1012字符
•可选择逻辑块
•快速符号链接
•Ext2不适合flash设备
•是为象IDE设备那样的块设备设计的,逻辑块大小必
须是512byte、1KB、2KB等
•没有提供对基于扇区的擦除/写操作的良好管理
•如果在一个扇区中擦除单个字节,必须将整个扇区复制到
RAM,然后擦除,再重写入
•在出现电源故障时,Ext2fs是不能防止崩溃的
•文件系统不支持损耗平衡,缩短了flash的寿命
jffs/jffs2文件系统的优缺点
•日志文件系统
•提供了更好的崩溃、掉电安全保护
•jffs2支持对flash的均匀磨损
•在扇区级别上执行闪存擦除/写/读操作要
比Ext2文件系统好
•文件系统接近满时,JFFS2会大大放慢运行
速度——垃圾收集
Nand上yaffs文件系统的优势
•专门为Nandflash设计的日志文件系统
•jffs/jffs2不适合大容量的Nandflash
•jffs的日志通过jffs_node建立在RAM中,占用
RAM空间:
对于128MB的Nand大概需要4MB的空间
来维护节点
•启动的时候需要扫描日志节点,不适合大容量
的Nandflash
•FAT系统没有日志
编译yaffs文件系统
•mtd的最新补丁升级?
•接口更新,适合与yaffs
•与原有的mtd驱动程序不兼容,需要重写
•如果使用旧mtd驱动需要定义Makefile中
MTD_OLD=-DCONFIG_YAFFS_USE_OLD_MTD
•参考文档:
yaffs-rootfs-howto
•最新版的yaffs网站:
http:
//www.aleph1.co.uk/armlinux/projects/yaffs
使用yaffs文件系统
•通过cat/proc/yaffs命令可以看到yaffs系
统的相关信息
•mount-tyaffs/dev/mtdblock/0/mnt/ya
ffs
关于Linux文件系统
JFFS全称为:
TheJournallingFlashFileSystem(日志闪存文件系统)最初由瑞典的AxisCommunications开发,RedHat的DavidWoodhouse对它进行了改进。
作为用于微型嵌入式设备的原始闪存芯片的实际文件系统而出现。
JFFS文件系统是日志结构化的,这意味着它基本上是一长列节点。
每个节点包含有关文件的部分信息—可能是文件的名称、也许是一些数据。
相对于Ext2fs,JFFS因为有以下这些优点而在无盘嵌入式设备中越来越受欢迎:
1JFFS在扇区级别上执行闪存擦除/写/读操作要比Ext2文件系统好。
2JFFS提供了比Ext2更好的崩溃/掉电安全保护。
当需要更改少量数据时,Ext2文件系统将整个扇区复制到内存(DRAM)中,在内存中合并新数据,并写回整个扇区。
这意味着为了更改单个字,必须对整个扇区(64KB)执行读/擦除/写例程—这样做的效率非常低。
要是运气差,当正在DRAM中合并数据时,发生了电源故障或其它事故,那么将丢失整个数据集合,因为在将数据读入DRAM后就擦除了闪存扇区。
JFFS附加文件而不是重写整个扇区,并且具有崩溃/掉电安全保护这一功能。
3这可能是最重要的一点:
JFFS是专门为象闪存芯片那样的嵌入式设备创建的,所以它的整个设计提供了更好的闪存管理。
要构建JFFS文件系统,首先要有硬件设备FLASH及支持JFFS文件系统的操作系统。
摘要:
本文主要分析了uclinux2.4内核的jffs文件系统机制。
希望能对基于uclinux开发产品的广大工程师有所帮助。
关键词:
uclinuxvfsjffs
申明:
这份文档是按照自由软件开放源代码的精神发布的,任何人可以免费获得、使用和重新发布,但是你没有限制别人重新发布你发布内容的权利。
发布本文的目的是希望它能对读者有用,但没有任何担保,甚至没有适合特定目的的隐含的担保。
更详细的情况请参阅GNU通用公共许可证(GPL),以及GNU自由文档协议(GFDL)。
你应该已经和文档一起收到一份GNU通用公共许可证(GPL)的副本。
如果还没有,写信给:
TheFreeSoftwareFoundation,Inc.,675MassAve,Cambridge,MA02139,USA
欢迎各位指出文档中的错误与疑问
一、flash读写的特殊性
对于嵌入式系统,flash是很常见的一种设备,而大部分的嵌入式系统都是把文件系统建立在flash之上,由于对flash操作的特殊性,使得在flash上的文件系统和普通磁盘上的文件系统有很大的差别,对flash操作的特殊性包括:
(1)不能对单个字节进行擦除,最小的擦写单位是一个block,有时候也称为一个扇区。
典型的一个block的大小是64k。
不同的flash会有不同,具体参考flash芯片的规范。
(2)写操作只能对一个原来是空(也就是该地址的内容是全f)的位置操作,如果该位置非空,写操作不起作用,也就是说如果要改写一个原来已经有内容的空间,只能是读出该sector到ram,在ram中改写,然后写整个sector。
由于这些特殊写,所以在flash这样的设备上建立文件也有自己独特的特点,下面我们就以jffs为例进行分析。
二、jffs体系结构介绍
1、存储结构
在jffs中,所有的文件和目录是一样对待的,都是用一个jffs_raw_inode来表示
整个flash上就是由一个一个的rawinode排列组成,一个目录只有一个rawinode,对于文件则是由一个或多个rawinode组成。
2、文件组成
在文件系统mount到flash设备上的时候,会扫描flash,从而根据flash上的所有属于一个文件的rawinode建立一个jffs_file结构以及nodelist。
下面的图显示了一个文件的组成
一个文件是由若干个jffs_node组成,每一个jffs_node是根据flash上得jffs_raw_inode而建立的,jffs_file主要维护两个链表
版本链表:
主要是描述该node创建的早晚,就是说version_head指向的是一个最老的node,也就意味着垃圾回收的时候最该回收的就是这个最老的node。
区域链表:
这个链表主要是为读写文件创建的,version_head指向的node代表的文件数据区域是0~~~n-1之后依次的节点分别是n~~~m-1m~~~~o-1…….其中n
3、操作
对文件的读操作应该是比较简单,但是写操作,包括更改文件名等操作都是引起一个新的jffs_node的诞生,同时要写一个相映的rawinode到flash上,这样的操作有可能导致前面的某个jffs_node上面的数据完全失效,从而导致对应flash上的rawinode的空间成为dirty。
下面举一个例子可能会更清楚一些。
一个文件的rangelist是由上面的三个jffs_node组成,当我们做如下写操作的时候
lseek(fd,10,SEEK_SET);
write(fd,buf,40);
第一个和最后一个node被截短了,第二个node完全被新数据替换,该node会从链表上摘下来,flash上空间变成dirty。
如果做如下写操作的时候
lseek(fd,23,SEEK_SET);
write(fd,buf,5);
此时,第二个node被分裂成两个node,同时产生一个新的node,range链表的元素变成五个。
基于Linux2.6的YAFFS文件系统移植
v1.0,2005-6-6
一、YAFFS文件系统简介
YAFFS,YetAnotherFlashFileSystem,是一种类似于JFFS/JFFS2的专门为Flash设计的嵌入式文件系统。
与JFFS相比,它减少了一些功能,因此速度更快、占用内存更少。
YAFFS和JFFS都提供了写均衡,垃圾收集等底层操作。
它们的不同之处在于:
(1)、JFFS是一种日志文件系统,通过日志机制保证文件系统的稳定性。
YAFFS仅仅借鉴了日志系统的思想,不提供日志机能,所以稳定性不如JAFFS,但是资源占用少。
(2)、JFFS中使用多级链表管理需要回收的脏块,并且使用系统生成伪随机变量决定要回收的块,通过这种方法能提供较好的写均衡,在YAFFS中是从头到尾对块搜索,所以在垃圾收集上JFFS的速度慢,但是能延长NAND的寿命。
(3)、JFFS支持文件压缩,适合存储容量较小的系统;YAFFS不支持压缩,更适合存储容量大的系统。
YAFFS还带有NAND芯片驱动,并为嵌入式系统提供了直接访问文件系统的API,用户可以不使用Linux中的MTD和VFS,直接对文件进行操作。
NANDFlash大多采用MTD+YAFFS的模式。
MTD(MemoryTechnologyDevices,内存技术设备)是对Flash操作的接口,提供了一系列的标准函数,将硬件驱动设计和系统程序设计分开。
二、YAFFS文件系统的移植
yaffs代码可以从http:
//www.aleph1.co.uk/armlinux/projects/下载(yaffs代码包括yaffs_ecc
.c,yaffs_fileem.c,yaffs_fs.c,yaffs_guts.c,yaffs_mtdif.c,yaffs_ramem.c。
)
表一Yaffs文件系统源代码相关文件及功能描述
文件名功能
yaffs_ecc.cECC校验算法
yaffs_fileem.c测试flash
yaffs_fs.c文件系统接口函数
yaffs_guts.cYaffs文件系统算法
yaffs_mtdif.cNAND函数
yaffs_ramem.cRamdisk实现
1.内核中没有YAFFS,所以需要自己建立YAFFS目录,并把下载的YAFFS代码复制到该目录下面。
#mkdirfs/yaffs
#cp*.c(yaffssourcecode)fs/yaffs
2.修改fs/Kconfig,使得可以配置yaffs:
source"fs/yaffs/Kconfig"
3.修改fs/makefile,添加如下内容:
obj-$(CONFIG_YAFFS_FS)+=yaffs/
4.在fs目录下生成yaffs目录,并在里面生成一个makefile和Kconfig
Makefile内容为:
yaffs-objs:
=yaffs_fs.oyaffs_guts.oyaffs_mtdif.oyaffs_ecc.o
EXTRA_CFLAGS+=$(YAFFS_CONFIGS)-DCONFIG_KERNEL_2_6
Kconfig内容为:
#
#YAFFSfilesystemconfigurations
#
configYAFFS_FS
tristate"YetAnotherFlashFilingSystem(YAFFS)filesystemsupport"
help
YAFFS,forYetAnotherFlashFilingSystem,isafilingsystem
optimisedforNANDFlashchips.
TocompiletheYAFFSfilesystemsupportasamodule,chooseMhere:
themodulewillbecalledyaffs.
Ifunsure,sayN.
FurtherinformationonYAFFSisavailableat
//www.aleph1.co.uk/yaffs/>. configYAFFS_MTD_ENABLED bool"NANDmtdsupport" dependsonYAFFS_FS help ThisaddstheyaffsfilesystemsupportforworkingwithaNANDmtd. Ifunsure,sayY. configYAFFS_RAM_ENABLED bool"yaffsramfilesystemsupport" dependsonYAFFS_FS help Thisaddstheyaffsramfilesystemsupport.Nicefortestingonx86, butuses2MBofRAM.Don'tenableforNAND-basedtargets. Ifunsure,sayN. comment"WARNING: mtdand/oryaffsramsupportshouldbeselected" dependsonYAFFS_FS&&! YAFFS_MTD_ENABLED&&! YAFFS_RAM_ENABLED configYAFFS_USE_OLD_MTD bool"Oldmtdsupport" dependsonYAFFS_FS&&0 help EnablethistousetheoldMTDstuffthatdidnothaveyaffssupport. Youcanusethistogetaroundcompilationproblems,butthebest thingtodoistoupgradeyourMTDsupport.Youwillgetbetterspeed. Ifunsure,sayN. configYAFFS_USE_NANDECC bool"UseECCfunctionsofthegenericMTD-NANDdriver" dependsonYAFFS_FS defaulty help ThisenablestheECCfunctionsofthegenericMTD-NANDdriver. Thiswillnotworkifyouareusingtheoldmtd. NBUseNANDECCdoesnotworkatpresentwithyaffsram. Ifunsure,sayY. configYAFFS_ECC_WRONG_ORDER bool"UsethesameeccbyteorderasStevenHill'snand_ecc.c" dependsonYAFFS_FS help Thismakesyaffs_ecc.cusethesameeccbyteorderas StevenHill'snand_ecc.c.Ifnotset,thenyougetthe sameeccbyteorderasSmartMedia. Ifunsure,sayN. configYAFFS_USE_GENERIC_RW bool"UseLinuxfilecachinglayer" defaulty dependsonYAFFS_FS help Usegeneric_read/generic_writeforreading/writingfiles.This enablestheuseoftheLinuxfilecachinglayer. Ifyoudisablethis,thencachingisdisabledandfileread/write isdirect. Ifunsure,sayY. configYAFFS_USE_HEADER_FILE_SIZE bool"Useobjectheadersize" dependsonYAFFS_FS help Whentheflashisscanned,twofilesizesareconstructed: *Thesizetakenfromtheobjectheaderforthefile. *Thesizefiguredoutbyscanningthedatachunks. Ifthisoptionisenabled,thentheobjectheadersizeisused, otherwisethescannedsizeisused. Ifunsure,sayN. configYAFFS_DISABLE_CHUNK_ERASED_CHECK bool"Turnoffdebugchunkerasecheck" dependsonYAFFS_FS defaulty help Enablingthisturnsoffthetestthatchunksareerasedinflash beforewritingtothem.Thisissafe,sincethewriteverification willfail.Suggestenablingthetest(ie.sayN) duringdevelopmenttohelpdebugthings. Ifunsure,sayY. #configYAFFS_DISABLE_WRITE_VERIFY #bool"Disablewriteverify(DANGEROUS)" #dependsonYAFFS_FS&&EXPERIMENTAL #help #Iamseverelyreluctanttoprovidethisconfig.Disablingthe #verificationisnotagoodthingtodosinceNANDwritescan #failsilently.Disablingthewriteverificationwillcauseyour #teethtorot,ratstoeatyourcornandgiveyousplitends. #Youhavebeenwarned.ie.Don'tuncommentthefollowingline. # #Ifunsure,sayN. # configYAFFS_SHORT_NAMES_IN_RAM bool"CacheshortnamesinRAM" dependsonYAFFS_FS defaulty help Ifthisconfigisset,thenshortnamesarestoredwiththe yaffs_Object.Thiscostsanextra16bytesofRAMperobject, butmakeslook-upsfaster. Ifunsure,sayY. 5.在/arch/arm/mach-s3c2410/mach-smdk2410.c找到smdk_default_nand_part结构,修改nand分区,如下: structmtd_partitionsmdk_default_nand_part[]={ [0]={ .name="vivi", .size=0x00020000, .offset=0x00000000, }, [1]={ .name="param", .size=0x00010000, .offset=0x00020000, }, [2]={ .name="kernel", .size=0x00100000, .offset=0x00030000, }, [3]={ .name="root", .size=0x01900000, .offset=0x00130000, }, [4]={ .name="user", .size=0x025d0000, .offset=0x01a30000, } }; 注: 此分区要结合vivi里面的分区来进行设置。 6.配置内核时选中MTD支持: MemoryTechnologyDevices(MTD)---> <*>MemoryTechnologyDevice(MTD)support MTDpartitioningsupport …… ---UserModulesAndTranslationLayers <*>DirectchardeviceaccesstoMTDdevices <*>CachingblockdeviceaccesstoMTDdevices …… NANDFlashDeviceDrivers---> <*>NANDDeviceSupport <*>NANDFlashsupportforS3C2410SoC S3C2410NANDdriverdebug 7.配置内核时选中YAFFS支持: Filesystems---> Miscellaneousfilesystems---> <*>YetAnotherFlashFilingSystem(YAFFS)filesystemsupport NANDmtdsupport UseECCfunctionsofthegenericMTD-NANDdriver UseLinuxfilecachinglayer Turnoffdebugchunkerasecheck CacheshortnamesinRAM 8.编译内
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 嵌入式 linux 文件系统