在nand flash上實現JFFS2根文件文件系統

JFFS2是Flash上應用最廣的一個日誌結構文件系統。它提供的垃圾回收機制,不需要馬上對擦寫越界的塊進行擦寫,而只需要將其設置一個標誌,標明爲髒塊,當可用的塊數不足時,垃圾回收機制纔開始回收這些節點。同時,由於JFFS2基於日誌結構,在意外掉電後仍然可以保持數據的完整性,而不會丟失數據。

本文闡述如何在nand flash上實現JFFS2根文件文件系統。實驗環境是:FS2410開發平臺及ubantu7.04主機環境。

由於使用的ubantu7.04的環境沒有安裝製作JFFS2文件系統鏡像的工具mkfs.jffs2,所以首先在Linux系統中安裝mkfs.jffs2工具,安裝的過程如下:

1.下載MTD工具包

本處使用的是mtd-snapshot-20050519.tar.bz2:

farsight#tar –jxvf mtd-snapshot-20050519.tar.bz2

farsight#cd mtd

farsight#./configure

farsight#make

farsight#make install

如果系統中沒有安裝ZLIB庫,那麼首先安裝ZLIB庫。具體的安裝過程如下:

farsight#tar –zxvf zlib-1.2.3.tar.gz

farsight#cd zlib-1.2.3

farsight#./configure

farsight#make

farsight#make install

完成此步驟後,系統中就有了mkfs.jffs2的工具。注意:這個工具不同於mkfs.ext2工具,它只能製作相應的JFFS2文件系統的鏡像,而不具有進行格式化的功能,而mkfs.ext2具備這以上兩種功能。然後用這個工具就可以製作JFFS2文件系統的鏡像了。

2、製作JFFS2文件鏡像

實驗平臺用到的nand flash 是K9F1208,在製作鏡像過程添加的參數需要和它對應。

farsight#mkfs.jffs2 -r /source/rootfs -o rootfs.jffs2 -e 0x4000 --pad=0x800000 -n

這樣就會生成一個8M大小的rootfs.jffs2的鏡像,它也正是JFFS2文件系統的鏡像,關於這個命令行裏的選項的內容,可以用man a mkfs.jffs2命令來查看內容。

JFFS2 維護了幾個鏈表來管理擦寫塊,根據擦寫塊上的內容,一個擦寫塊會在不同的鏈表上。具體來說,當一個擦寫塊上都是合法(valid)的節點時,它會在 clean_list 上;當一個擦寫塊包含至少一個過時(obsolete)的節點時,它會在 dirty_list 上;當一個擦寫塊被擦寫完畢,並被寫入 CLEANMARKER 節點後,它會在 free_list 上。而當你在掛載這個文件系統的時候,如果出現CLEANMARKER node found at 0x0042c000 has totlen 0xc != normal 0x0的警告的時候,可以加一個“-n”的選項,這個主要是由於針對Nand Flash不需要在每個擦除塊的開始寫入CLEANMARKER 節點。

3、設置內核啓動參數

本處用的bootloader是U-BOOT.所以在U-BOOT的命令終端設置如下:

FS2410#setenv bootargs root=/dev/mtdblock/2 rootfstype=jffs2 rw console=ttySAC0,115200 init=/linuxrc mem=64M

4、配置內核支持JFFS2文件系統

File systems ---> Miscellaneous filesystems --->

<*>JournallingFlash File System v2 (JFFS2) support

[*]JFFS2write-bufferingsupport

[*]AdvancedcompressionoptionsforJFFS2

[*]JFFS2ZLIBcompressionsupport

[*]JFFS2RTIMEcompressionsupport

[*] JFFS2 RUBIN compression support

5、下載rootfs.jffs2鏡像

下載到Nand Flash第二個分區。

FS2410#nand erase 200000 800000

FS2410#nand write.jffs2 300008000 200000 800000

這裏說明下關於nand flash操作的幾個常用命令的含義

nand write:向Nand Flash寫入數據,如果NandFlash相應的區域有壞塊,則直接報錯。

nand write.jffs2:向Nand Flash寫入數據,如果NandFlash相應的區域有壞塊,可以跳過壞塊。

nand read:讀取Nand Flash相應區域的數據,如果NandFlash相應的區域有壞塊,則直接報錯。

nand read.jffs2s:讀取Nand Flash相應區域的數據,如果NandFlash相應的區域有壞塊,將對應壞塊區域的緩衝填充0xff,然後跳過此壞塊繼續讀取。

nand read.jffs2:讀取Nand Flash相應區域的數據,如果NandFlash相應的區域有壞塊,直接跳過壞塊。

具體的參考代碼參看U-BOOT源碼:common/cmd_nand.c文件。

下載完JFFS2文件系統鏡像後,需要把Linux內核NandFlash的驅動關於第二個分區的大小改爲8M(和鏡像一樣大),否則會出現類似如下錯誤:

Freeing init memory: 124K

Warning: unable to open an initial console.

Argh. Special inode #171 with mode 0xa1ff had more than one node

Kernel panic: No init found. Try passing init= option to kernel.

Argh. Special inode #63 with mode 0xa1ff had more than one node

Returned error for crccheck of ino #63. Expect badness...

Argh. Special inode #67 with mode 0xa1ff had more than one node

Returned error for crccheck of ino #67. Expect badness...

Argh. Special inode #68 with mode 0xa1ff had more than one node

到此,一個JFFS2文件系統的鏡像製作成功。可以啓動系統並測試JFFS2的性能了

還有一種製作JFFS2文件系統鏡像的方法,在製作鏡像的參數中可以不加—pad選項,過程如下:

farsight#mkfs.jffs2 -r /source/rootfs -o rootfs.jffs2 -e 0x4000 -n

啓動開發板燒寫rootfs.jffs2鏡像

FS2410#nand erase 200000 800000//(注意把整個存放文件系統的分區全部給擦除)。

FS2410#nand write.jffs2 30008000 200000 31a28c//(必須是rootfs.jffs2的實際大小。如果是你寫成了4M,那麼分區的其餘部分JFFS2文件系統將無法識別)。

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