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xiaonuan
[专家分：0] 发布于 2011-08-15 09:34:00
关于linux，大家应该都有所了解了，那么，嵌入linux也是一门学问，我在网上不小心就看关于嵌入式
[url=http://www.beidaqingniao.org/jiuye/0915333.html]linux[/url]的网站了。
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
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：
The Free Software Foundation, Inc., 675 Mass Ave, 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。
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-1 m~~~~o-1 …….其中n<M<="" p="" />
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。
更多的知识链接：[url=http://]http://www.beidaqingniao.org/question/0722215.html[/url]
[url=http://www.beidaqingniao.org/jiuye/0915333.html]linux[/url]的网站了。
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
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：
The Free Software Foundation, Inc., 675 Mass Ave, 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。
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-1 m~~~~o-1 …….其中n<M<="" p="" />
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。
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