uClinux下Nor Flash的JFFS2文件体系构建

   择要：如今的嵌入式体系多利用FLASH作为主存，因此，怎样有效办理FLASH上的数据非常告急。文章以SST39VF160芯片为例，讨论了在Nor Flash上创建ｕClinux的JFFS2文件体系的一样通常步调，从而为FLASH上的数据办理提供了抱负的选择要领。 

   嵌入式体系正随着Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的生长而在各个范畴得到广泛的应用，作为嵌入式应用的内核，嵌入式Ｌｉｎｕｘ以其自由软件特性正日益被人们看好。Ｌｉｎｕｘ具有内核小、屈从高、源代码开放等长处，还内涵了完备的ＴＣＰ／ＩＰ网络协议，因此非常适于嵌入式体系的应用。而作为专门运行于没有ＭＭＵ的微处理惩罚处罚器的嵌入式利用体系，ｕＣｌｉｎｕｘ更是得到广泛应用。 

   当前的嵌入式体系开辟，须要方便机动的利用Ｆｌａｓｈ。ＮＯＲ和ＮＡＮＤ是如今市场上两种紧张的非易失闪存技能。Ｉｎｔｅｌ于１９８８年起首开辟出ＮＯＲ ｆｌａｓｈ技能，彻底变革了原先由ＥＰＲＯＭ和ＥＥＰＲＯＭ金瓯无缺的场合场合场面。ＮＯＲ的特点是芯片内实行?ＸＩＰ? ｅＸｅ-ｃｕｔｅ Ｉｎ Ｐｌａｃｅ　，如许应用步调可以直接在ｆｌａｓｈ闪存内运行，不必再把代码读到体系ＲＡＭ中。ＮＯＲ的传输屈从很高，在１～４ＭＢ的小容量时具有很高的资源效益，因此在嵌入式体系得到广泛的应用。 

   １ ＪＦＦＳ２文件体系简介 

   ｕＣｌｉｎｕｘ通常默认ＲＯＭＦＳ作为根文件体系，它相敷衍一样通常的ＥＸＴ２文件体系具有节流空间的长处。但是ＲＯＭＦＳ是一种只读的文件体系，不支持动态擦写生存。固然敷衍须要动态生存的数据可以采取假造ｒａｍ盘的要领来生存，但当体系失电后，ｒａｍ盘的内容将全部丢失，而不克不及永世生存，因此须要实现一个可读写的文件体系。ＪＦＦＳ２文件体系便是一个很好的选择。 

   ＪＦＦＳ文件体系是瑞典Ａｘｉｓ通讯公司开辟的一种基于Ｆｌａｓｈ的日记文件体系，它在筹划时充分思量了Ｆｌａｓｈ的读写特性和用电池供电的嵌入式体系的特点，在这类体系中必须确保在读取文件时，要是体系忽然失电，其文件的可靠性不受到影响。对Ｒｅｄ Ｈａｔ的Ｄａｖｉｄ Ｗｏｏｄｈｏｕｓｅ举行改革后，形成了ＪＦＦＳ２。紧张改造了存取战略以进步ＦＬＡＳＨ的抗委顿性，同时也优化了碎片整理性能，增长了数据压缩结果。须要过细的是，当文件体系已满或靠近满时，ＪＦＦＳ２会大大放慢运行速率。这是由于垃圾网络的标题。 

   ＪＦＦＳ２的底层驱动紧张完成文件体系对Ｆｌａｓｈ芯片的访问控制，如读、写、擦除利用。在Ｌｉｎｕｘ中这部分结果是通过调用ＭＴＤ（ｍｅｍｏｒｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｄｅｖｉｃｅ内存技能配置）驱动实现的。相敷衍惯例块配置驱动步调，利用 ＭＴＤ 驱动步调的紧张长处在于 ＭＴＤ 驱动步调是专门为基于闪存的配置所筹划的，以是它们通常有更好的支持、更好的办理和更好的基于扇区的擦除和读写利用的接口。ＭＴＤ相称于在硬件和上层之间提供了一个抽象的接口，可以把它明白为ＦＬＡＳＨ的配置驱动步调，它紧张向上提供两个接口：ＭＴＤ字符配置和ＭＴＤ块配置。通过这两个接口，就可以象读写平常文件一样对ＦＬＡＳＨ配置举行读写利用。颠末大抵的配置后，ＭＴＤ在体系启动以后可以主动辨认支持ＣＦＩ或ＪＥＤＥＣ接口的ＦＬＡＳＨ芯片，并主动采获取当的下令参数对ＦＬＡＳＨ举行读写或擦除。 

   ＪＦＦＳ２在ｕＣｌｉｎｕｘ中有两种利用要领，一种是作为根文件体系，另一种是作为平常文件体系在体系启动后被挂载。思量到实际应用中须要动态生存的数据并未几，且在Ｌｉｎｕｘ体系目次树中，根目次和／ｕｓｒ等目次紧张是读利用，只有少量的写利用，但是大量的读写利用又孕育产生在／ｖａｒ和／ｔｍｐ目次（这是由于在体系运行进程中孕育孕育产生大量ｌｏｇ文件和临时文件都放在这两个目次中），因此，通常选用后一种要领。根文件指的是Ｒｏｍｆｓ、ｖａｒ和／ｔｍｐ，目次采取Ｒａｍｆｓ，当体系断电后，该目次全部的数据都市丢失。 

   综上所述，通常在ｕＣｌｉｎｕｘ下采取的文件体系构成如图１所示。敷衍本文来说，图中Ｒｏｍｆｓ和Ｒａｍｆｓ两个文件体系的实现是很方便的，紧张须要实现的是Ｎｏｒ Ｆｌａｓｈ的底层ＭＴＤ驱动，下面就以ＳＳＴ３９ＶＦ１６０芯片为例来先容ＭＴＤ的驱动筹划要领。 

   ２　ＪＦＦＳ２底层ＭＴＤ驱动筹划 

   本文采取的体系以三星公司的ＳＮＤ－１００为母板，ＣＰＵ为ＡＲＭ７ＴＤＭＩ芯片Ｓ３Ｃ４５１０Ｂ，１６Ｍ的ＳＤＲＡＭ，Ｎｏｒ Ｆｌａｓｈ为ＳＳＴ３９ＶＦ１６０，容量为１Ｍ×１６ｂｉｔ，速率为７０ｎｓ，通过１６位数据总线与ＣＰＵ互换数据，擦写次数典范值为１０万次。 

   在＼ｌｉｎｕｘ－２．４．ｘ＼ｄｒｉｖｅｒｓ＼ｍｔｄ＼ｍａｐｓ目次下，每一个文件都是一个细致的ＭＴＤ原始配置的干系信息，包括该ＭＴＤ原始配置的肇始物理地点、大小、分区环境、读写函数、初始化和打扫步调。筹划时，须要对ＳＳＴ３９ＶＦ１６０编写干系的步调，假设为Ｓ３Ｃ４５１０Ｂ．Ｃ。则须要举行以下几点利用： 

   (１) 定义ＳＳＴ３９ＶＦ１６０在体系中的肇始地点、大小、总线宽度 

   ＃ｄｅｆｉｎｅ ＷＩＮＤＯ ＤＤＲ ０ｘ１００００００｜０ｘ０４００００００ ／／过细ＦＬＡＳＨ分区地点必须是ｎｏｎ－ｃａｃｈｅｂｌｅ 

   ＃ｄｅｆｉｎｅ ＷＩＮＤＯＷ ＳＩＺＥ ０ｘ２０００００ 

   ＃ｄｅｆｉｎｅ ＢＵＳＷＩＤＴＨ ２ 

   (２) 定义ＳＳＴ３９ＶＦ１６０分区 

   典范的内存分区应包括：内核引导区、Ｌｉｎｕｘ内核区、应用区。此中内核引导区用来生存内核加载步调，Ｌｉｎｕｘ内核区存放的是颠末压缩的ｕＣｌｉｎｕｘ内核，应用区则用来生存用户的数据和应用步调，该区设为我们要采取的ＪＦＦＳ２文件体系。细致如下： 

   ｓｔａｔｉｃ ｓｔｒｕｃｔ ｍｔｄ_ｐａｒｔｉｔｉｏｎ ｓ３ｃ４５１０_ｐａｒｔｉｔｉｏｎｓ[]＝{ 

   { 

   ｎａｍｅ: ″ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ(１２８Ｋ)″, 

   ｓｉｚｅ: ０ｘ２００００, 

   ｏｆｆｓｅｔ: ０ｘ００００, 

   ｍａｓｋ_ｆｌａｇｓ:ＭＴＤ_ＷＲＩＴＥＡＢＬＥ ／／设置成只读地区 

   }, 

   { 

   ｎａｍｅ: ″ｕＣｌｉｎｕｘ_ｋｅｒｎｅｌ(８３２Ｋ)″, 

   ｓｉｚｅ: ０ｘｄ００００, 

   ｏｆｆｓｅｔ: ０ｘ２００００, 

   },? 

   { 

   ｎａｍｅ: ″ｊｆｆｓ２ (１０８８Ｋ)　″, 

   ｓｉｚｅ: ０ｘ１１００００, 

   ｏｆｆｓｅｔ: ０ｘｆ００００



}



};?



(３) 定义ＳＳＴ３９ＶＦ１６０字节、半字、字的读写利用函数。



(４) 初始化ＳＳＴ３９ＶＦ１６０函数ｉｎｔ_ｉｎｉｔ ｉｎｉｔ_ｓ３ｃ４５１０ｂ()。



该利用紧张包括两个方面：第一是调用ｄｏ ｍａｐ ｐｒｏｂｅ()检测搜刮ＭＴＤ配置。通常检测要领有两种：ｃｆｉ ｐｒｏｂｅ和ｊｅｄｅｃ ｐｒｏｂｅ，这里采取后一种，该要领在ｊｅｄｅｃ＿ｐｒｏｂｅ．ｃ文件中定义。别的，ｊｅｄｅｃ ｐｒｏｂｅ．ｃ中定义了种种ｊｅｄｅｃ ｐｒｏｂｅ典范芯片的信息，有些ｌｉｎｕｘ版本没有包括ＳＳＴ３９ＶＦ１６０，须要手动添加；而利用的第二方面则是调用ａｄｄ_ｍｔｄ_ｐａｒｔｉｔｉｏｎｓ()以将ｙｏｕｒ_ｐａｒｔｉｔｏｎ的各个分区参加ｍｔｄ_ｔａｂｌｅ。



３　内核干系配置的设置



３．１ 内核配置文件设置



为使内核支持ＪＦＦＳ２，需在内核配置选项菜单里选择干系选项。起首把ＳＳＴ３９ＶＦ１６０的ＭＴＤ驱动参加配置菜单。并在ｍｔｄ／ｍａｐｓ／Ｃｏｎｆｉｇ．ｉｎ文件中参加如下步调：



ｉｆ[″＄ＣＯＮＦＩＧ ＡＲＭ″＝ ″ｙ″]; ｔｈｅｎ



ｄｅｐ_ｔｒｉｓｔａｔｅ′ＣＦＩ Ｆｌａｓｈ ｄｅｖｉｃｅ ｍａｐｐｅｄ ｏｎ Ｓａｍｓｕｎｇ Ｓ３Ｃ４５１０Ｂ′ＣＯＮＦＩＧ_ＭＴＤ_Ｓ３Ｃ４５１０Ｂ ＄ＣＯＮＦＩＧ_ＭＴＤ_ＣＦＩ



相应＼ｍｔｄ＼ｍａｐｓ＼Ｍａｋｅｆｉｌｅ文件参加



ｏｂｊ_＄(ＣＯＮＦＩＧ_ＭＴＤ_Ｓ３Ｃ４５１０Ｂ)＋＝ｓ３ｃ４５１０ｂ．ｏ



其次选择Ｍｅｎｕｃｏｎｆｉｇ下的配置选项。



在ｌｉｎｕｘ Ｋｅｒｎｅｌ ｖ２．４．２０－ｕｃ０ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ下



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



ＲＡＭ／ＲＯＭ／Ｆｌａｓｈ ｃｈｉｐ ｄｒｉｖｅｒｓ下



ＣＯＮＦＩＧ_ＭＴＤ_ＣＦＩ＝Ｙ



ＣＯＮＦＩＧ_ＭＴＤ_ＪＥＤＥＣＰＲＯＢＥ＝Ｙ



ＣＯＮＦＩＧ_ＭＴＤ_ＣＦＩ_ＡＭＤＳＴＤ＝Ｙ



Ｍａｐｐｉｎｇ ｄｒｉｖｅｒｓ ｆｏｒ ｃｈｉｐ ａｃｃｅｓｓ下



ＣＯＮＦＩＧ_Ｓ３Ｃ４５１０Ｂ＝Ｙ



Ｆｉｌｅ ｓｙｓｔｅｍｓ下



ＣＯＮＦＩＧ_ＪＦＦＳ２_ＦＳ＝Ｙ



ＣＯＮＦＩＧ_ＪＦＦＳ２_ＦＳ_ＤＥＢＵＧ＝２



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



ＢｕｓｙＢｏｘ下选中ｃａｔ,ｃｐ,ｄｄ, ｍｏｕｎｔ,ｕｍｏｕｎｔ,ｍｋｄｉｒ东西。



３．２ ＭＴＤ块配置配置



下面是修改体系块配置的主配置号。默认环境下，ＭＴＤＢＬＯＣＫ主配置号为３１，与ＢＬＫＭＥＭ的主配置号辩论，因此 修改＼ｍｔｄ＼ｍｔｄ．ｈ中 ＭＴＤ ＢＬＯＣＫ ＭＡＪＯＲ的值为３０。



接着应添加ＭＴＤ配置节点到／ｖｅｎｄｅｒ／－－你所利用的目标机典范－－／Ｍａｋｅｆｉｌｅ文件中。此中字符配置的主配置号为９０，次配置号为０、２、４、６．．．（奇数次配置号为只读配置），块配置的主配置号为３１，次配置号为０、１、２、３。可按以下要领增长ＤＥＶＩＣＥＳ目标：



ｍｔｄ０,ｃ,９０,０ ｍｔｄ１,ｃ,９０,１ ｍｔｄ２,ｃ,９０,２



ｍｔｄｂｌｏｃｋ０,ｂ,３０,０ ｍｔｄｂｌｏｃｋ１,ｂ,３０,１ ｍｔｄ-ｂｌｏｃｋ２,ｂ,３０,２



做完以上步调，可以运行内核编译下令ｍａｋｅ ｄｅｐ, ｍａｋｅ 以对内核举行编译。



当体系启动时，可以看到以下信息：



ｓ３ｃ４５１０ｂ ｆｌａｓｈ ｄｅｖｉｃｅ: ２０００００ ａｔ ５００００００



Ｆｏｕｎｄ: ＳＳＴ ＳＳＴ３９ＶＦ１６０



ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ＪＥＤＥＣ ｃｈｉｐｓ: １



Ｃｒｅａｔｉｎｇ ３ ＭＴＤ ｐａｒｔｉｔｉｏｎｓ ｏｎ ″Ｓ３Ｃ４５１０Ｂ ｆｌａｓｈ ｄｅ-ｖｉｃｅ″:



０ｘ００００００００－０ｘ０００２００００: ″ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ(１２８Ｋ)″



ｍｔｄ:Ｇｉｖｉｎｇ ｏｕｔ ｄｅｖｉｃｅ ０ ｔｏ ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ(１２８Ｋ)



０ｘ０００２００００－０ｘ００ｆ００００:″ｕＣｌｉｎｕｘ_ｋｅｒｎｅｌ(８３２Ｋ)″



ｍｔｄ: Ｇｉｖｉｎｇ ｏｕｔ ｄｅｖｉｃｅ １ ｔｏ ｕＣｌｉｎｕｘ_ｋｅｒｎｅｌ(８３２Ｋ)



０ｘ００ｆ００００－０ｘ００２０００００:″ｊｆｆｓ２_ｕｓｒ(１０８８Ｋ)″



ｍｔｄ: Ｇｉｖｉｎｇ ｏｕｔ ｄｅｖｉｃｅ ２ ｔｏ ｊｆｆｓ２_ｕｓｒ(１０８８Ｋ)



ｉｎｉｔ_ｍｔｄｃｈａｒ: ａｌｌｏｃａｔｅｄ ｍａｊｏｒ ｎｕｍｂｅｒ ９０．



ｉｎｉｔ_ｍｔｄｂｌｏｃｋ: ａｌｌｏｃａｔｅｄ ｍａｊｏｒ ｎｕｍｂｅｒ ３１．



……



３．３ 创建文件体系镜像文件



体系会编译天生ＪＦＦＳ２的资助东西：ｍｋｆｓ．ｊｆｆｓ２、ｅｒａｓｅａｌｌ、ｅｒａｓｅ。此中ｍｋｆｓ．ｊｆｆｓ２会孕育孕育产生ＪＦＦＳ２文件体系镜像的东西，ｅｒａｓｅａｌｌ和ｅｒａｓｅ用来对ＦＬＡＳＨ芯片的擦除。ｍｋｆｓ．ｊｆｆｓ的利用要领如下：ｍｋｆｓ．ｊｆｆｓ －ｄ根目次?－ｂ｜ ｌ??－ｅ 擦除块大小??－ｏ 输出文件??－ｖ ?０－９???－ｑ?。



别的，为了使体系在启动时主动挂载建好的ＪＦＦＳ２文件体系，在启动脚本里应参加：



ｍｏｕｎｔ －ｔ ｊｆｆｓ２ ／ｄｅｖ／ｍｔｄｂｌｏｃｋ２ ／ｍｎｔ４　结束语



本文讨论了在ｕＣｌｉｎｕｘ下创建基于Ｎｏｒ Ｆｌａｓｈ的ＪＦＦＳ２的文件体系的一样通常步调。Ｎｏｒ Ｆｌａｓｈ的特性决定了它在对数据存储恳求不高的嵌入式体系中有着广泛的应用，因此ＪＦＦＳ２文件体系对Ｆｌａｓｈ上的数据办理非常方便。敷衍一些高真个掌上配置来说，Ｎａｎｄ Ｆｌａｓｈ更为得当，其单位存储密度比较高，资源较低，如许体系可以在不增长资源的环境下扩大存储容量。如今有一种新型的文件体系ＹＡＦＦＳ更适于Ｎａｎｄ Ｆｌａｓｈ，本文不再予以讨论。