UBI文件系统简介

UBI文件系统简介

作者：刘洪涛，华清远见嵌入式学院金牌讲师。

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。我也是刚接触到这个文件系统，可能有理解不对的地方，也请指正。

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 eras eblock 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

或

#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/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