Yaffs通过VFS层的读写

Y affs通过VFS层的读写Mournjust（sev7ncolor@）在看过dreamice的《yaffs文件系统分析》之后，总是感到意犹未尽，还不够深入，所以先结合自己了解的一些知识继续写下去。

Y affs文件系统最终是通过VFS层接口被调用的，所以yaffs必须给VFS层提供相应的接口。

VFS提供的标准接口结构是inode和dentry结构，也就是说不管最终yaffs是如何实现的，提供给VFS层的必须是inode和dentry结构。

在yaffs中，函数yaffs_fill_inode_from_obj用于根据yaffs的结构体yaffs_obj来填充inode 结构体，以便于VFS层使用。

static void yaffs_fill_inode_from_obj(struct inode *inode,struct yaffs_obj *obj){....switch (obj->yst_mode & S_IFMT) {default: /* fifo, device or socket */init_special_inode(inode, obj->yst_mode,old_decode_dev(obj->yst_rdev));break;case S_IFREG: /* file */inode->i_op = &yaffs_file_inode_operations;inode->i_fop = &yaffs_file_operations;inode->i_mapping->a_ops = &yaffs_file_address_operations;break;case S_IFDIR: /* directory */inode->i_op = &yaffs_dir_inode_operations;inode->i_fop = &yaffs_dir_operations;break;case S_IFLNK: /* symlink */inode->i_op = &yaffs_symlink_inode_operations;break;}....}其中obj->yst_mode 用于表示yaffs_obj指代的object是具体文件、目录、symlink，以及hardlink等等。

对于不同类型的object，显然处理的方法是不一样。

首先需要关注的是关于VFS的缓冲页的操作结构体：static struct address_space_operations yaffs_file_address_operations = {.readpage = yaffs_readpage,.writepage = yaffs_writepage,#if (Y AFFS_USE_WRITE_BEGIN_END > 0).write_begin = yaffs_write_begin,.write_end = yaffs_write_end,#else.prepare_write = yaffs_prepare_write,.commit_write = yaffs_commit_write,#endif};因为内核版本的更新，原版本的prepare_write和commit_write函数被write_begin和write_end函数所代替，这儿为了保持yaffs的可移植性，采用了一个条件编译。

其中write_begin函数主要调用grab_cache_page_write_begin在radix树里面查找要被写的page，如果不存在则创建一个。

如果被写入的设备是一个块设备的话，调用__block_prepare_write为这个page准备一组buffer_head结构，用于描述组成这个page的数据块。

write_end主要用于将被写入的page标记为脏，后台进程pdflush会寻找这些脏页，并将数据写入设备中去。

如果被写入的设备是块设备的话，还需要将相应的buffer-head标记为脏。

static int yaffs_write_begin(struct file *filp, struct address_space *mapping,loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,struct page **pagep, void **fsdata){struct page *pg = NULL;pgoff_t index = pos >> PAGE_CACHE_SHIFT;int ret = 0;int space_held = 0;/* Get a page */pg = grab_cache_page_write_begin(mapping, index, flags);首先根据文件内部偏移量算出所处的page位置index，然后根据index从文件的struct address_space中获得page。

当然如果不存在该page的话，内核也会为它分配一个page用于该段的缓存。

space_held = yaffs_hold_space(filp);接着调用yaffs_hold_space(filp);来判断flash内部是否存在足够的空间用于写操作。

这就是不同类型的文件系统相差别的地方。

可能存在下面的几种情况：(1)往文件中添加数据，但是设备中已经没有空间存放多余的数据了。

这种情况不仅仅在flash设备上存在，在块设备，磁盘也是存在的，是一种比较普遍的现象。

(2)NANDFLASH比较特殊，在每一次写入之前必须擦除。

这是由于NANDFLASH的特性决定的。

文件系统采用block-mapping的机制来进行回避，即将更新的数据写入一个新页中，然后将保存旧数据的旧页标记为脏，便于后面垃圾回收。

那么就是说在不增加任何数据量的修改过程中，也需要一个空闲页（这儿的页指flash的页）来进行数据更新。

会不会因为没有空闲页而导致更新失败呢?这个计算空闲空间的过程稍显复杂。

除了考虑flash中的空闲页之外，还需要考虑flash 中的脏页（不能因为是脏页就不算了，脏页可以通过garbage collection回收利用的）。

除了上面两点之外还需要考虑那些保存在缓冲区中尚未写入flash中的数据，虽然没有写进去，但是它也算是预先占有了空间。

n_free = dev->n_free_chunks;n_free += dev->n_deleted_files;/* Now count and subtract the number of dirty chunks in the cache. */for (n_dirty_caches = 0, i = 0; i < dev->param.n_caches; i++) {if (dev->cache[i].dirty)n_dirty_caches++;n_free -= n_dirty_caches;n_free_chunks记录着设备中空闲的chunk数目，n_deleted_files记录着设备中等待被删除的文件。

然后通过一个for循环来便来yaffs文件系统的缓冲区，看是否有缓冲区是脏的。

（即仍未写入设备中）。

blocks_for_checkpt = yaffs_calc_checkpt_blocks_required(dev);n_free -= (blocks_for_checkpt * dev->param.chunks_per_block);关于yaffs中的check pionter暂时还没弄清楚，呵呵=。

=if (!PageUptodate(pg))ret = yaffs_readpage_nolock(filp, pg);在写入数据之前（这儿的写入数据是指更新缓冲区中的数据），需要检查该页中的数据是否是最新，如果不是，需要将缓冲区中的数据从flash中更新。

虽然yaffs在设计上与VFS提供的接口完美的配合一起，但是yaffs的实现却取完全背离了VFS提供的缓冲页得原始初衷。

如果你在往yaffs的文件系统中拷贝数据的时候，通过top来观察pdflush线程组的资源使用情况，就会发现在往yaffs文件系统中拷贝数据的时候pdflush根本没有动静。

那是为什么呢?下面继续细细的研究一下yaffs的源码。

其实根本的原因在yaffs_write_end调用的函数yaffs_file_write上。

static ssize_t yaffs_file_write(struct file *f, const char *buf, size_t n,loff_t * pos)该函数直接将保存在缓冲页中的数据写进了NANDFLASH中。

在这儿，缓冲页根本没有起到缓冲的效果，反而通过缓冲页的过渡降低了写入的数据。

但是没办法，这就是软件带来的消耗。

虽然yaffs没有使用内核提供的缓冲页机制，但是它也是带缓冲的，只不过这种缓冲是在文件系统内部实现的。

在文档中模仿情景分析，在介绍代码的过程中介绍各个数据结构、变量等等的含义。

/* Find a cached chunk */static struct yaffs_cache *yaffs_find_chunk_cache(const struct yaffs_obj *obj,int chunk_id){struct yaffs_dev *dev = obj->my_dev;int i;if (dev->param.n_caches < 1)return NULL;for (i = 0; i < dev->param.n_caches; i++) {if (dev->cache[i].object == obj &&dev->cache[i].chunk_id == chunk_id) {dev->cache_hits++;return &dev->cache[i];}}return NULL;}这个函数的代码比较简练，在yaffs设备的一个cache数组中，遍历的查找是否存在一个cache满足yaffs_obj和chunk_id方面的要求。

这个函数返回值的类型为struct yaffs_cache *，struct yaffs_cache 结构体定义在yaffs_guts.h中。