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Linux最新UBI文件系统介绍

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

#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
继承事业,薪火相传
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