yaffs2文件系统实现原理分析-带书签

YAFFS2是一种专门为NAND闪存设计的嵌入式文件系统。相较于YAFFS的前一代产品，YAFFS2的优势在于能够更好地支持大容量的NAND闪存芯片。NAND闪存由多个块组成，每个块又由若干页组成。在擦除操作中以块为单位进行，在读写操作中则以页为单位进行。页分为数据区和空闲区（OOB，Out-Of-Band），用于存储附加信息以管理NAND闪存。在YAFFS2中，页被称为Chunk。 YAFFS2文件系统的核心数据结构是struct yaffs_dev，这个结构体是YAFFS2文件系统的超级块，它建立了整个文件系统的层次结构，并衔接虚拟文件系统层（VFS）和MTD（Memory Technology Device）层。struct yaffs_dev结构体包含多个成员，例如param用于存储文件系统重要参数和MTD层接口函数；inband_tags标志位用于指定是否采用OOB方式存储tags；total_bytes_per_chunk表示每个Chunk的总字节数；chunks_per_block表示每个block含有的Chunk数；spare_bytes_per_chunk表示每个Chunk包含的OOB块字节数；start_block和end_block分别表示第一个和最后一个可用的block；n_reserved_blocks表示为垃圾回收（GC）预留的block阈值；n_caches表示缓冲区的数量，YAFFS2为减少数据碎片和提高性能为每个文件的写入提供cache；no_tags_ecc标志位用于指定tags是否包含ECC纠错信息；is_yaffs2标志位用于标识文件系统类型；refresh_period为刷新周期，用于找出最旧的处于YAFFS_BLOCK_STATE_FULL状态的block，供垃圾回收使用；skip_checkpt_rd和skip_checkpt_wr标志位支持读写checkpoint，提高挂载速度；write_chunk_tags_fn和read_chunk_tags_fn为函数指针，在挂载时初始化，用于NAND闪存写入和读取接口函数。 YAFFS2文件系统通过识别mtd->writesize，可以在挂载过程中根据需要自动转换成YAFFS或YAFFS2。由于YAFFS2文件系统与NOR闪存设计的JFFS/JFFS2文件系统在内存占用和启动时间方面做出的不同取舍，其通常更适合于NAND闪存的应用。JFFS/JFFS2最初是为NOR闪存设计的，NOR闪存与NAND闪存在本质上有很大的不同。YAFFS2文件系统相较于JFFS/JFFS2，可以更好地针对NAND闪存的特性进行优化，从而在NAND闪存的应用场合成为更优的选择。 在NAND闪存的物理结构中，一个典型的例子是T8000AXMPFUA单板使用的NAND闪存。以该单板为例，每个块由128个页组成，每个页由8K字节的数据区和448字节的OOB组成。这种物理结构对于理解YAFFS2文件系统在NAND闪存上的数据管理至关重要。 对于YAFFS2文件系统的实现原理分析，不仅需要了解它的数据结构，还需要掌握其初始化、挂载、内存分布等方面的知识。因此，对于新手来说，YAFFS2文件系统是一个需要系统学习的课题，而对于有经验的开发者而言，回顾这些基础知识也是必要的。学习YAFFS2文件系统的过程，不仅是对文件系统结构的学习，还包括对NAND闪存特性的深入理解，以及如何将二者相结合，实现高效稳定的数据管理。