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标题: Linux最新UBI文件系统介绍 [打印本页]

作者: yuyang911220 时间: 2017-6-15 17:20 标题: Linux最新UBI文件系统介绍

嵌入式linux中文站关注嵌入式linux文件系统的发展。在linux-2.6.27以前，谈到Flash文件系统，大家很多时候多会想到cramfs、jffs2、yaffs2等文件系统。它们也都是基于文件系统+mtd+flash设备的架构。linux-2.6.27后，内核加入了一种新型的flash文件系统UBI(Unsorted Block Images)。这里简单介绍下UBI文件系统加入的原因，及使用方法。
一、产生的背景
FLASH具有的“先擦除再写入”、坏块、“有限的读写次数”等特性，目前管理FLASH的方法主要有：
1、采用MTD+FTL／NFTL（flash 转换层／nand flash转换层）＋传统文件系统，如：FAT、ext2等。FTL／NFTL的使用就是针对FLASH的特有属性，通过软件的方式来实现日志管理、坏块管理、损益均衡等技术。但实践证明，由于知识产权、效率等各方面因素导致本方案有一定的局限性。
2、采用硬件翻译层+传统文件系统的方案。这种方法被很多存储卡产品采用，如：SD卡、U盘等。这种方案对于一些产品来说，成本较高。
3、采用MTD+ FLASH专用文件系统，如JFFS1／2，YAFFS1/2等。它们大大提高了FLASH的管理能力，并被广泛应用。
JFFS2、YAFFS2等专用文件系统也存在着一些技术瓶颈，如：内存消耗大，对FLASH容量、文件系统大小、内容、访问模式等的线性依赖，损益均衡能力差或过渡损益等。在此背景下内核加入了UBI文件系统的支持。
二、用法
环境：omap3530处理器、 (128MByte 16 位NAND Flash) 、linnux-2.6.28内核
1、配置内核支持UBIFS
Device Drivers  --->Memory Technology Device (MTD) support  --->UBI - Unsorted block images  --->Enable UBI
   配置mtd支持UBI接口
   File systems  --->Miscellaneous filesystems  --->UBIFS file system support
   配置内核支持UBIFS文件系统
2、将一个MTD分区4挂载为UBIFS格式
● flash_eraseall /dev/mtd4 //擦除mtd4
   ● ubiattach /dev/ubi_ctrl -m 4 //和mtd4关联
   ● ubimkvol /dev/ubi0 -N rootfs -s 100MiB //设定volume 大小（不是固定值，可以用工具改变）及名称
   ● mount -t ubifs ubi0_0 /mnt/ubi或mount -t ubifs ubi0:rootfs /mnt/ubi
3、制作UBIFS文件系统
在制作UBI镜像时，需要首先确定以下几个参数：
MTD partition size; //对应的FLASH分区大小
   flash physical eraseblock size; // FLASH物理擦除块大小
   minimum flash input/output unit size; //最小的FLASH输入输出单元大小
   for NAND flashes - sub-page size; //对于nand flash来说，子页大小
   logical eraseblock size.//逻辑擦除块大小
参数可以由几种方式得到
1）如果使用的是2.6.30以后的内核，这些信息可以通过工具从内核获得，如：mtdinfo –u。
2）之前的内核可以通过以下方法：
● MTD partition size：从内核的分区表或cat /proc/mtd获得
   ● flash physical eraseblock size：从flash芯片手册中可以得到FLASH物理擦除块大小，或cat /proc/mtd
   ● minimum flash input/output unit size：
         1）nor flash:通常是1个字节
         2）nand falsh：一个页面
   ● sub-page size：通过flash手册获得
   ● logical eraseblock size：对于有子页的NAND FLASH来说，等于“物理擦除块大小-1页的大小”
3）也可以通过ubi和mtd连接时的产生的信息获取，如：
#modprobe ubi mtd=4 //ubi作为模块加载
或
#ubiattach /dev/ubi_ctrl -m 4 //通过ubiattach关联MTD
UBI: attaching mtd4 to ubi0
UBI: physical eraseblock size: 131072 bytes (128 KiB)
UBI: logical eraseblock size: 129024 bytes
UBI: smallest flash I/O unit: 2048
UBI: sub-page size: 512
UBI: VID header offset: 512 (aligned 512)
UBI: data offset: 2048
UBI: attached mtd4 to ubi0
更详细的解释参见http://www.linux-mtd.infradead.org/doc/ubi.html#L_overhead
#mkfs.ubifs -r rootfs -m 2048 -e 129024 -c 812 -o ubifs.img
#ubinize -o ubi.img -m 2048 -p 128KiB -s 512 /home/lht/omap3530/tools/ubinize.cfg
-r：制定文件内容的位置
-m：页面大小
-e：逻辑擦除块大小
-p：物理擦除块大小
-c：最大的逻辑擦除块数量
对我们这种情况，文件系统最多可以访问卷上的129024*812=100M空间
-s：最小的硬件输入输出页面大小，如：k9f1208为256(上下半页访问)
其中，ubinize.cfg的内容为：
[ubifs]
mode=ubi
image=ubifs.img
vol_id=0
vol_size=100MiB
vol_type=dynamic
vol_name=rootfs
vol_flags=autoresize

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