UBI文件系统简介

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(UnsortedBlockImages)。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／nandflash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、(128MByte16位NANDFlash)、linnux-2。6。28内核

1、配置内核支持UBIFS

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

配置mtd支持UBI接口

Filesystems--->MiscellaneousfileSystems--->UBIFSfilesystemsupport

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-m4//和mtd4关联

●ubimkvol/dev/ubi0-Nrootfs-s100MiB//设定volume大小（不是固定值，可以用工具改变）及名称

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

MTDpartitionsize;//对应的FLASH分区大小

flashphysicaleraseblocksize;//FLASH物理擦除块大小

minimumflashinput/outputunitsize;//最小的FLASH输入输出单元大小

forNANDflashes-sub-pagesize;//对于nandflash来说，子页大小

logicaleraseblocksize。//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：

●MTDpartitionsize：从内核的分区表或cat/proc/mtd获得

●flashphysicaleraseblocksize：从flash芯片手册中可以得到FLASH物理擦除块大小，或cat/proc/mtd

●minimumflashinput/outputunitsize：

1）norflash：通常是1个字节

2）nandfalsh：一个页面

●sub-pagesize：通过flash手册获得

●logicaleraseblocksize：对于有子页的NANDFLASH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：

#modprobeubimtd=4//ubi作为模块加载

或

#ubiattach/dev/ubi_ctrl-m4//通过ubiattach关联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

更详细的解释参见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

对我们这种情况，文件系统最多可以访问卷上的129024812=100M空间

-s：最小的硬件输入输出页面大小，如：k9f1208为256(上下半页访问)

其中，ubinize。cfg的内容为：

[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烧写、启动UBIFS镜像

1）烧写UBIFS镜像

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

烧写过程和烧写内核镜像的过程一致，所以UBI文件系统应该不像yaffs文件系统那样用到了nand的OOB区域。

2）设置UBIFS文件系统作为根文件系统启动的参数

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

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

OMAP3DevKit8000#setenvbootcmdnandread。i80300000280000200000;bootm80300000

根文件系统的位置在MTD4上

系统启动时会打印出如下和UBI相关的信息：

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