UBI文件系統(tǒng)簡介

在linux-2。6。27以前，談到Flash文件系統(tǒng)，大家很多時候多會想到cramfs、jffs2、yaffs2等文件系統(tǒng)。它們也都是基于文件系統(tǒng)+mtd+flash設(shè)備的架構(gòu)。linux-2。6。27后，內(nèi)核加入了一種新型的FLASH文件系統(tǒng)UBI(UnsortedBlockImages)。這里簡單介紹下UBI文件系統(tǒng)加入的原因，及使用方法。我也是剛接觸到這個文件系統(tǒng)，可能有理解不對的地方，也請指正。

一、產(chǎn)生的背景

FLASH具有的“先擦除再寫入”、壞塊、“有限的讀寫次數(shù)”等特性，目前管理FLASH的方法主要有：

1、采用MTD+FTL／NFTL（flash轉(zhuǎn)換層／nandflash轉(zhuǎn)換層）＋傳統(tǒng)文件系統(tǒng)，如：FAT、ext2等。FTL／NFTL的使用就是針對FLASH的特有屬性，通過軟件的方式來實現(xiàn)日志管理、壞塊管理、損益均衡等技術(shù)。但實踐證明，由于知識產(chǎn)權(quán)、效率等各方面因素導(dǎo)致本方案有一定的局限性。

2、采用硬件翻譯層+傳統(tǒng)文件系統(tǒng)的方案。這種方法被很多存儲卡產(chǎn)品采用，如：SD卡、U盤等。這種方案對于一些產(chǎn)品來說，成本較高。

3、采用MTD+FLASH專用文件系統(tǒng)，如JFFS1／2，YAFFS1/2等。它們大大提高了FLASH的管理能力，并被廣泛應(yīng)用。

JFFS2、YAFFS2等專用文件系統(tǒng)也存在著一些技術(shù)瓶頸，如：內(nèi)存消耗大，對FLASH容量、文件系統(tǒng)大小、內(nèi)容、訪問模式等的線性依賴，損益均衡能力差或過渡損益等。在此背景下內(nèi)核加入了UBI文件系統(tǒng)的支持。

二、用法

環(huán)境：omap3530處理器、(128MByte16位NANDFlash)、linnux-2。6。28內(nèi)核

1、配置內(nèi)核支持UBIFS

DeviceDrivers--->MemoryTechnologydevice(MTD)support--->UBI-Unsortedblockimages--->EnableUBI

配置mtd支持UBI接口

Filesystems--->MiscellaneousfileSystems--->UBIFSfilesystemsupport

配置內(nèi)核支持UBIFS文件系統(tǒng)

2、將一個MTD分區(qū)4掛載為UBIFS格式

●flash_eraseall/dev/mtd4//擦除mtd4

●ubiattach/dev/ubi_ctrl-m4//和mtd4關(guān)聯(lián)

●ubimkvol/dev/ubi0-Nrootfs-s100MiB//設(shè)定volume大?。ú皇枪潭ㄖ?，可以用工具改變）及名稱

●mount-tubifsubi0_0/mnt/ubi或mount-tubifsubi0：rootfs/mnt/ubi

3、制作UBIFS文件系統(tǒng)

在制作UBI鏡像時，需要首先確定以下幾個參數(shù)：

MTDpartitionsize;//對應(yīng)的FLASH分區(qū)大小

flashphysicaleraseblocksize;//FLASH物理擦除塊大小

minimumflashinput/outputunitsize;//最小的FLASH輸入輸出單元大小

forNANDflashes-sub-pagesize;//對于nandflash來說，子頁大小

logicaleraseblocksize。//邏輯擦除塊大小

參數(shù)可以由幾種方式得到

1）如果使用的是2。6。30以后的內(nèi)核，這些信息可以通過工具從內(nèi)核獲得，如：mtdinfo–u。

2）之前的內(nèi)核可以通過以下方法：

●MTDpartitionsize：從內(nèi)核的分區(qū)表或cat/proc/mtd獲得

●flashphysicaleraseblocksize：從flash芯片手冊中可以得到FLASH物理擦除塊大小，或cat/proc/mtd

●minimumflashinput/outputunitsize：

1）norflash：通常是1個字節(jié)

2）nandfalsh：一個頁面

●sub-pagesize：通過flash手冊獲得

●logicaleraseblocksize：對于有子頁的NANDFLASH來說，等于“物理擦除塊大小-1頁的大小”

3）也可以通過ubi和mtd連接時的產(chǎn)生的信息獲取，如：

#modprobeubimtd=4//ubi作為模塊加載

或

#ubiattach/dev/ubi_ctrl-m4//通過ubiattach關(guān)聯(lián)MTD

UBI：attachingmtd4toubi0

UBI：physicaleraseblocksize：131072bytes(128KiB)

UBI：logicaleraseblocksize：129024bytes

UBI：smallestflashI/Ounit：2048

UBI：sub-pagesize：512

UBI：VIDheaderoffset：512(aligned512)

UBI：dataoffset：2048

UBI：attachedmtd4toubi0

更詳細的解釋參見http：//www。linux-mtd。infradead。org/doc/ubi。html#L_overhead

#mkfs。ubifs-rrootfs-m2048-e129024-c812-oubifs。img

#ubinize-oubi。img-m2048-p128KiB-s512/home/lht/omap3530/tools/ubinize。cfg

-r：制定文件內(nèi)容的位置

-m：頁面大小

-e：邏輯擦除塊大小

-p：物理擦除塊大小

-c：最大的邏輯擦除塊數(shù)量

對我們這種情況，文件系統(tǒng)最多可以訪問卷上的129024812=100M空間

-s：最小的硬件輸入輸出頁面大小，如：k9f1208為256(上下半頁訪問)

其中，ubinize。cfg的內(nèi)容為：

[ubifs]

mode=ubi

image=ubifs。img

vol_id=0

vol_size=100MiB

vol_type=dynamic

vol_name=rootfs

vol_flags=autoresize

4、利用uboot燒寫、啟動UBIFS鏡像

1）燒寫UBIFS鏡像

OMAP3DevKit8000#mmcinit

OMAP3DevKit8000#fatloadmmc0：181000000ubi。img

readingubi。img

12845056bytesread

OMAP3DevKit8000#nandunlock

device0wholechip

nand_unlock：start：00000000，length：235456！

NANDflashsuccessfullyunlocked

OMAP3DevKit8000#nandeccsw

OMAP3DevKit8000#nanderase6800007980000

NANDerase：device0offset0x680000，size0x7980000

Erasingat0x7fe0000--100%complete。

OK

OMAP3DevKit8000#nandwrite。i81000000680000$(filesize)

NANDwrite：device0offset0x680000，size0xc40000

Writingdataat0x12bf800--100%complete。

12845056byteswritten：OK

燒寫過程和燒寫內(nèi)核鏡像的過程一致，所以UBI文件系統(tǒng)應(yīng)該不像yaffs文件系統(tǒng)那樣用到了nand的OOB區(qū)域。

2）設(shè)置UBIFS文件系統(tǒng)作為根文件系統(tǒng)啟動的參數(shù)

OMAP3DevKit8000#setenvbootargsconsole=ttyS2，115200n8ubi。mtd=4root=ubi0：rootfs

rootfstype=ubifsvideo=omapfb：mode：4。3inch_LCD

OMAP3DevKit8000#setenvbootcmdnandread。i80300000280000200000;bootm80300000

根文件系統(tǒng)的位置在MTD4上

系統(tǒng)啟動時會打印出如下和UBI相關(guān)的信息：

Creating5MTDpartitionsnumbergoodPEBs：970

UBI：numberofbadPEBs：2

UBI：max。allowedvolumes：128

UBI：wear-levelingthreshold：4096

UBI：numberofinternalvolumes：1

UBI：numberofuservolumes：1

UBI：availablePEBs：0

UBI：totalnumberofreservedPEBs：970

UBI：numberofPEBsreservedforbadPEBhandling：9

UBI：max/meanerasecounter：2/0