【摘 要】本文主要简单介绍Flash文件系统,文中涉及Flash存储器基本特征,以及怎样利用Flash文件系统实现对Flash存储器的较好的操作管理功能。
【关键字】Flash存储器 Flash文件系统
Ⅰ。Flash存储器
Flash文件系统,顾名思义就是采用Flash作为外存储器实现的文件系统。因此,Flash文件系统地实现就必须考虑Flash存储器的特点。Flash内部分为多个存储单元块(block),每个存储单元块又由多个页(page)组成。存储单元块是可擦除的最小单位,页是写入数据的最小单位。
Flash存储器读取数据与一般的存储器类似,可以实现随机读取,读出的速度也很快。而Flash存储器的写操作则和一般的存储器有所不同,Flash的写操作必须先按存储块擦除(写入0xff到要擦除的存储单元块中),再按页顺序写入。由于Flash存储器擦除耗时较长,所以Flash存储器写入的时间主要在于Flash存储器内部的擦除操作等。
Flash存储器第一块一定是有效块,而其它块可能会在使用前就是坏块或者在使用过程中变成坏块(invalid block)。Flash存储器对内部坏块的判定是,根据其每一个单元存储块中的第3区中的第6 Cloumn内容是否为0xff来定。虽然Flash存储器内容会有坏块,但是由于每一块的内部结构都是相互独立的,所以只要对其状态加以识别,坏块并不影响系统对有效块的操作。
Ⅱ.Flash文件系统
有了Flash存储器,相应的应该有对应的系统来管理,于是有了Flash文件系统的出现。和常规的文件系统类似,我认为Flash文件系统地提出,至少需要实现以下几个特点:
1. 统一管理Flash存储器存储空间,实施存储空间的分配与回收
2. 实现文件的按名存取,使用方便,直观
3. 向用户提供一个方便使用的接口(提供对文件系统操作命令,以及提供对文件的操作命令
4. 优化存储速度和空间利用屏蔽物理因素的影响,如对于坏损单元,采用透明的坏损管理
u Flash文件系统具体如何设计
一般来说,整个文件系统应该分为两个层次:
最一层,直接和物理硬件接触,管理Flash物理存储器;
第二层,在基层之上,实现文件管理,如实现FAT。
u Flash文件系统设计中的注意事项
2.1第一层
(1)物理地址到逻辑地址的映射
为了在Flash物理地址和FAT操作的逻辑地址之间建立一个好的映射关系,须对Flash的存储空间在逻辑上进行了重新定义。结合Flash特点,将每个存储单元块内部分成若干物理扇区。具体实现时,每个物理扇区可以分为 基本的数据区 和 其它信息保留区(如安全性)。 确定好扇区的结构和大小之后,物理地址到逻辑地址的映射也就确定了。
(2)可靠性设计
一个完善的文件系统需要有良好的可靠性。 笼统的讲,可靠性的实现,需要存储器信息的支持,扇区的信息保留区就可以利用起来。
(3)坏块管理
由于Flash内部会有坏块,因此Flash存储管理系统需要对Flash进行坏块管理。一般坏块的管理分以下两种情况:
① 初始坏块处理。Flash存储器在使用前可能会有坏块,而且这些坏块是随机分布的。所以,Flash文件管理系统在系统执行读写操作之前先建立一个坏块表,然后对Flash存储器进行初始化扫描以发现坏块,并将坏块标记为不可用,加入到坏块表中。
② 操作过程中坏块处理。在擦除或者编程过程中发生错误时,Flash文件管理系统将该块中其它页的数据重新拷贝到一个新的空块中,然后再将该块标记为坏块,加入到坏块表中。在这个处理过程中,由于对Flash的擦除或者编程操作都会使得Flash存储单元块的内容改变,所以Flash文件管理系统一旦发现Flash存储器的存储单元块成为坏块后便不再对该块进行擦除或编程操作,以免将坏块标志位数据清除掉,而是将该块标记为坏块,并将其加入坏块表中。
坏块单元对用户应用应该是完全透明的。
(4)均衡擦写次数
由于Flash有一定的使用寿命,一般可擦除的次数为10~100万次,所以随着使用次数的增加,会有一些单元逐渐变得不稳定或失败。因此,要尽量避免频繁地对同一块地址操作,以免造成局部单元提前损坏;同时,由于擦除操作耗时较多,也应减少擦除操作,应该尽量达到擦写次数均衡。为此,有必要设计Flash更新算法和磨损程度检测算法。
Flash更新算法可以是将Flash中要更新的数据直接写入一个空块中,降低由于Flash先擦除后写入的特性带来的对块的频繁擦除;同时,也提高了Flash的使用效率,加快了操作速度。
磨损程度检测算法是在对Flash进行写入前必须先对Flash进行坏块扫描,以确保不会将数据写入坏块从而此起数据的丢失。
2.2 FAT设计
在Flash文件管理系统的基础上,还建立了FAT文件系统来对文件操作进行管理。将FAT文件系统具体分为以下四部分:
(1)FAT的引导区
该引导区存放代码所需的信息及最重要的文件系统信息。这些信息包括了Flash存储器的类型、容量以及划分成多少个簇;每个簇包含多少扇区、FAT表数目、保留扇区数、根目录的首簇号及根目录入口数、版本信息等等。引导扇区是在格式化Flash时生成的。
(2)FAT的文件分配表
文件分配表存放文件所占用的存储空间族链以及Flash存储器的占用和空闲空间的情况,非常重要。
为了防止文件分配表损坏而引起文件的丢失,可以在系统中保存两个相同的文件分配表FAT1和FAT2,以改善其安全性。在文件系统的操作中,程序对FAT表结构的两个备份进行顺次修改,以此确保Flash存储器上总是存有一整套完好的文件分配表。
系统对FAT表的访问原理如下:访问文件时先从要目录中找到该文件的目录项,从中读出首簇号。然后,目录中找到该文件的目录项,从中读出首簇号。然后在FAT中找到从该首簇号开始的簇链,簇链上的簇号即为文件在逻辑扇区中占用的扇区号链,这样便可以进行数据读写了。
(3)FAT的根目录区
FAT的根目录区是固定大小的紧跟在FAT表后的区域。本文将从FAT区之后紧跟的32个扇区作为根目录区,可以保存512个目录项。每个目录项记录了该文件的文件名、文件属性、文件大小、文件创建的日期和时间以及文件在数据区中所占的首簇号,即该文件在FAT表中的入口等数据。
(4)FAT的数据区
数据区存在文件的数据内容。文件系统对数据区的存储空间是按簇进行划分和管理的。
【小 结】
Flash文件系统应该来说和通常的文件系统没有太多的区别,文件的组织管理形式可以和磁盘文件差不多,关键在于Flash存储器的硬件特性。硬件的区别决定Flash文件系统有其自己需要考虑的东西。
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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Nand Flash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4 TB 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512 byte、1 KB、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
度——垃圾收集
Nand上yaffs文件系统的优势
专门为Nand flash设计的日志文件系统
jffs/jffs2不适合大容量的Nand flash
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Nand flash
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:
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 -t yaffs /dev/mtdblock/0 /mnt/yaffs
关于Linux文件系统 JFFS
全称为:The Journalling Flash File System(日志闪存文件系统)最初由瑞典的 Axis Communications 开发,Red Hat 的 David Woodhouse 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 Ext2 fs,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:
1 JFFS 在扇区级别上执行闪存擦除/写/读操作要比 Ext2 文件系统好。
2 JFFS 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(64 KB)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uclinux 2.4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:uclinux vfs jffs
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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raw inode排列组成,一个目录只有一个raw inode,对于文件则是由一个或多个raw inode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raw inode建立一个jffs_file结构以及node list。
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-1 m~~~~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raw inode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raw inode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range list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,Yet Another Flash File System,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。NAND
Flash大多采用MTD+YAFFS的模式。MTD( Memory Technology
Devices,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.c ECC校验算法
yaffs_fileem.c 测试flash
yaffs_fs.c 文件系统接口函数
yaffs_guts.c Yaffs文件系统算法
yaffs_mtdif.c NAND函数
yaffs_ramem.c Ramdisk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。
#mkdir fs/yaffs
#cp *.c(yaffs source code) 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.o yaffs_guts.o yaffs_mtdif.o yaffs_ecc.o
EXTRA_CFLAGS += $(YAFFS_CONFIGS) -DCONFIG_KERNEL_2_6
Kconfig内容为:
#
# YAFFS file system configurations
#
config YAFFS_FS
tristate "Yet Another Flash Filing System(YAFFS) file system support"
help
YAFFS, for Yet Another Flash Filing System, is a filing system
optimised for NAND Flash chips.
To compile the YAFFS file system support as a module, choose M here:
the module will be called yaffs.
If unsure, say N.
Further information on YAFFS is available at
.
config YAFFS_MTD_ENABLED
bool "NAND mtd support"
depends on YAFFS_FS
help
This adds the yaffs file system support for working with a NAND mtd.
If unsure, say Y.
config YAFFS_RAM_ENABLED
bool "yaffsram file system support"
depends on YAFFS_FS
help
This adds the yaffsram file system support. Nice for testing on x86,
but uses 2MB of RAM. Don't enable for NAND-based targets.
If unsure, say N.
comment "WARNING: mtd and/or yaffsram support should be selected"
depends on YAFFS_FS && !YAFFS_MTD_ENABLED && !YAFFS_RAM_ENABLED
config YAFFS_USE_OLD_MTD
bool "Old mtd support"
depends on YAFFS_FS && 0
help
Enable this to use the old MTD stuff that did not have yaffs support.
You can use this to get around compilation problems, but the best
thing to do is to upgrade your MTD support. You will get better speed.
If unsure, say N.
config YAFFS_USE_NANDECC
bool "Use ECC functions of the generic MTD-NAND driver"
depends on YAFFS_FS
default y
help
This enables the ECC functions of the generic MTD-NAND driver.
This will not work if you are using the old mtd.
NB Use NAND ECC does not work at present with yaffsram.
If unsure, say Y.
config YAFFS_ECC_WRONG_ORDER
bool "Use the same ecc byte order as Steven Hill's nand_ecc.c"
depends on YAFFS_FS
help
This makes yaffs_ecc.c use the same ecc byte order as
Steven Hill's nand_ecc.c. If not set, then you get the
same ecc byte order as SmartMedia.
If unsure, say N.
config YAFFS_USE_GENERIC_RW
bool "Use Linux file caching layer"
default y
depends on YAFFS_FS
help
Use generic_read/generic_write for reading/writing files. This
enables the use of the Linux file caching layer.
If you disable this, then caching is disabled and file read/write
is direct.
If unsure, say Y.
config YAFFS_USE_HEADER_FILE_SIZE
bool "Use object header size"
depends on YAFFS_FS
help
When the flash is scanned, two file sizes are constructed:
* The size taken from the object header for the file.
* The size figured out by scanning the data chunks.
If this option is enabled, then the object header size is used,
otherwise the scanned size is used.
If unsure, say N.
config YAFFS_DISABLE_CHUNK_ERASED_CHECK
bool "Turn off debug chunk erase check"
depends on YAFFS_FS
default y
help
Enabling this turns off the test that chunks are erased in flash
before writing to them. This is safe, since the write verification
will fail. Suggest enabling the test (ie. say N)
during development to help debug things.
If unsure, say Y.
#config YAFFS_DISABLE_WRITE_VERIFY
# bool "Disable write verify (DANGEROUS)"
# depends on YAFFS_FS && EXPERIMENTAL
# help
# I am severely reluctant to provide this config. Disabling the
# verification is not a good thing to do since NAND writes can
# fail silently. Disabling the write verification will cause your
# teeth to rot, rats to eat your corn and give you split ends.
# You have been warned. ie. Don't uncomment the following line.
#
# If unsure, say N.
#
config YAFFS_SHORT_NAMES_IN_RAM
bool "Cache short names in RAM"
depends on YAFFS_FS
default y
help
If this config is set, then short names are stored with the
yaffs_Object. This costs an extra 16 bytes of RAM per object,
but makes look-ups faster.
If unsure, say Y.
5.在/arch/arm/mach-s3c2410/mach-smdk2410.c找到smdk_default_nand_part结构,修改nand分区,如下:
struct mtd_partition smdk_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:
Memory Technology Devices (MTD) --->
Memory Technology Device (MTD) support
# MTD partitioning support
……
--- User Modules And Translation Layers
Direct char device access to MTD devices
Caching block device access to MTD devices
……
NAND Flash Device Drivers --->
NAND Device Support
NAND Flash support for S3C2410 SoC
# S3C2410 NAND driver debug
7.配置内核时选中YAFFS支持:
File systems --->
Miscellaneous filesystems --->
Yet Another Flash Filing System(YAFFS) file system support
# NAND mtd support
# Use ECC functions of the generic MTD-NAND driver
# Use Linux file caching layer
# Turn off debug chunk erase check
# Cache short names in RAM
8.编译内核并将内核下载到开发板的flash中。
三、Yaffs文件系统测试:
1.内核启动之后,在启动信息里面可以看到如下内容:
NAND device: Manufacturer ID: 0xec, Chip ID: 0x76 (Samsung NAND 64MiB 3,3V 8-bit)
Scanning device for bad blocks
Creating 5 MTD partitions on "NAND 64MiB 3,3V 8-bit":
0x00000000-0x00020000 : "vivi"
0x00020000-0x00030000 : "param"
0x00030000-0x00130000 : "kernel"
0x00130000-0x01a30000 : "root"
0x01a30000-0x04100000 : "user"
2.如果在内核里面添加了proc文件系统的支持那么你在proc里面可以看到有关yaffs的信息
~ # cat proc/filesystems
nodev sysfs
nodev rootfs
nodev bdev
nodev proc
nodev sockfs
nodev pipefs
nodev futexfs
nodev tmpfs
nodev eventpollfs
nodev devpts
nodev ramfs
vfat
nodev devfs
nodev nfs
yaffs
nodev rpc_pipefs
3.查看dev目录下相关目录可以看到:
~ # ls dev/mtd -al
drwxr-xr-x 1 root root 0 Jan 1 00:00 .
drwxr-xr-x 1 root root 0 Jan 1 00:00 ..
crw-rw-rw- 1 root root 90, 0 Jan 1 00:00 0
cr--r--r-- 1 root root 90, 1 Jan 1 00:00 0ro
crw-rw-rw- 1 root root 90, 2 Jan 1 00:00 1
cr--r--r-- 1 root root 90, 3 Jan 1 00:00 1ro
crw-rw-rw- 1 root root 90, 4 Jan 1 00:00 2
cr--r--r-- 1 root root 90, 5 Jan 1 00:00 2ro
crw-rw-rw- 1 root root 90, 6 Jan 1 00:00 3
cr--r--r-- 1 root root 90, 7 Jan 1 00:00 3ro
crw-rw-rw- 1 root root 90, 8 Jan 1 00:00 4
cr--r--r-- 1 root root 90, 9 Jan 1 00:00 4ro
~ # ls dev/mtdblock/ -al
drwxr-xr-x 1 root root 0 Jan 1 00:00 .
drwxr-xr-x 1 root root 0 Jan 1 00:00 ..
brw------- 1 root root 31, 0 Jan 1 00:00 0
brw------- 1 root root 31, 1 Jan 1 00:00 1
brw------- 1 root root 31, 2 Jan 1 00:00 2
brw------- 1 root root 31, 3 Jan 1 00:00 3
brw------- 1 root root 31, 4 Jan 1 00:00 4
4.mount、umount
建立mount目录
~ #mkdir /mnt/flash0
~ #mkdir /mnt/flash1
Mountblockdevice设备
~ #mount –t yaffs /dev/mtdblock/3 /mnt/flash0
~ #mount –t yaffs /dev/mtdblock/4 /mnt/flash1
~ #cp 1.txt /mnt/flash0
~ #cp 2.txt /mnt/flash1
查看mount上的目录,可以看到该目录下有刚才拷贝的文件,将其umount后,再次mount上来可以发现拷贝的文件仍然存在,这时删除该文件然后umount,再次mount后,可以发现拷贝的文件已经被删除,由此可以该分区可以正常读写。
5.在flash上建立根文件系统
~ # mount –t yaffs /dev/mtdblock/3 /mnt/flash0
~ #cp (your rootfs) /mnt/flash0
~ #umount /mnt/flash0
重新启动,改变启动参数:
param set linux_cmd_line "noinitrd root=/dev/mtdblock3 init=/linuxrc console=ttySAC0"
重新启动,开发板就可以从flash启动根文件系统了。
注:这里你得在内核中添加devfs文件系统的支持,否则内核无法找到/dev/mtdblock/3目录
目
前flash的文件系统比较多,用的比较多的就是JFFS2文件系统。基于NOR
flash上的JFFS2文件系统可以说算是比较成熟了,支持NAND
flash的JFFS2也已经发布了。源代码可以到上面下载。但是在我的测试过程
中,在nand
flash上挂接的JFFS2文件系统很不稳定,经常有CRC错误产生。特别是进行写操作的时候,每次复位都会产生CRC错误,可以说支持NAND
flash的JFFS2文件系统目前还不成熟。而YAFFS文件系统则是专门针对NAND flash的,源代码可以到
上下载。在测试过程中稳定性能比JFFS2文件系统要稳定的多,而且mount分区的时间也比JFFS2文件系统少的多。用JFFS2
mount一个2m的文件系统大约需要1s。下面分别介绍在uclinux下面使用JFFS2和YAFFS文件系统。
1、JFFS2
到http:
//上面下载最新的MTD和JFFS2压缩包。压缩包里面还有有关的内核补丁和一些MTD的相关
工具。主要的补丁就是ilookup-
2.4.23.patch,因为最新的MTD驱动中要用到一个ilookup()函数。打完补丁、更新了MTD驱动和JFFS2文件系统之后就开始写自己
nand
flash驱动了。如果不想把JFFS2作为根文件系统的话,还需要修改MTD_BLOCK_MAJOR。驱动可以参考里面的例子,最简单的就是参考
spia.c。
写驱动主要工作是定义flash分区结构、定义flash读写地址、写控制flash的**_hwcontrol()函数。具体的操作要看所用的nand flash的芯片资料。相对NOR flash来说驱动要简单多了。:)
改完之后再配置
Memory Technology Devices(MTD)下
CONFIG_MTD=Y
CONFIG_MTD_DEBUG=Y
CONFIG_MTD_DEBUG_VERBOSE=3
CONFIG_MTD_PARTITIONS=Y
CONFIG_MTD_CHAR=Y
CONFIG_MTD_BLOCK=Y
NAND Flash Device Drivers下
CONFIG_MTD_NAND=Y
定义自己的驱动文件
File systems下
CONFIG_JFFS2_FS=Y
CONFIG_JFFS2_FS_DEBUG=2
CONFIG_JFFS2_FS_NAND=y /*这个是新加的*/
在uClinux v1.3.4 Configuration下
Flash Tools下
CONFIG_USER_MTDUTILS=Y
CONFIG_USER_MTDUTILS_ERASE=Y
CONFIG_USER_MTDUTILS_ERASEALL=Y
CONFIG_USER_MTDUTILS_MKFSJFFS2=Y
最后就是辛苦了调试工作了。:(MTD驱动调试完之后,就可以在上面挂接JFFS2文件系统了。参看flash分区情况:cat /proc/mtd,擦除分区:eraseall /dev/mtd*.例如把第一个分区mount到/mnt目录下面:
先:eraseall /dev/mtd0
然后:mount -t jffs2 /dev/mtdblock0 /mnt
2、YAFFS
YAFFS意义为'yet another flash file system',也是一个开源的文件系统。YAFFS是目前为止唯一一个专门为NAND flash设计的文件系统,具有很好的可移植性,能够在linux,uclinux,和wince
下面运行。
在http:
//上下载源代码。压缩包里面也包含YAFFS的说明文档。YAFFS文件系统的源
文件就devextras.h,yaffs_ecc.c,
yaffs_ecc.h,yaffs_guts.c,yaffs_guts.h,yaffs_mtdif.h,yaffs_mtdif.c和
yportenv.h
另外需要配置的宏:CONFIG_YAFFS_FS 和CONFIG_YAFFS_MTD_ENABLED,就是配置在mtd上面挂接YAFFS,其它还有一些辅助配置需要时也可以配置。
在fs目录下面建一个yaffs目录,把以上说的文件考里面去,新建一个makefile:
O_TARGET := yaffs.o
obj-y := yaffs_fs.o yaffs_guts.o yaffs_mtdif.o yaffs_ecc.o
obj-m := $(O_TARGET)
include $(TOPDIR)/Rules.make
接下来就是改fs目录下面config.in和makefile,在配置YAFFS的时候,把YAFFS连接进去。
如果像前面一样已经把NAND MTD驱动调好了,加YAFFS就很简单了。因为YAFFS是自己做ECC校验的,所以要把MTD驱动里面的ECC去掉。在驱动里面改成this->eccmode = NAND_ECC_NONE就可以了。
另外YAFFS是用mkyaffs来擦除flash,所以在mtd-utils中加上mkyaffs.c,一起编译进去。
最后就是编译了,呵呵。中间会有一些警告没有关系的,就是写没有用的变量和函数,不过话说回来YAFFS的代码写的确实不太规范。当然它的性能确实没话说。有兴趣的可以试一下