https://hangyan.github.io/categories/filesystem/Recent content in Filesystem on 涯余的博客Hugozhhang.yan@hotmail.com (涯余)hang.yan@hotmail.com (涯余)Sat, 20 Apr 2019 22:35:17 +0800https://hangyan.github.io/post/2019-04-20-jffs3/Sat, 20 Apr 2019 22:35:17 +0800hang.yan@hotmail.com (涯余)https://hangyan.github.io/post/2019-04-20-jffs3/<!-- toc --> <ul> <li><a href="https://hangyan.github.io/post/2019-04-20-jffs3/#%e9%97%aa%e5%ad%98%e5%af%b9%e6%96%87%e4%bb%b6%e7%b3%bb%e7%bb%9f%e7%9a%84%e5%bd%b1%e5%93%8d">闪存对文件系统的影响</a> <ul> <li><a href="https://hangyan.github.io/post/2019-04-20-jffs3/#%e9%97%aa%e5%ad%98%e8%bd%ac%e6%8d%a2%e5%b1%82">闪存转换层</a></li> </ul> </li> <li><a href="https://hangyan.github.io/post/2019-04-20-jffs3/#jffs3">JFFS3</a> <ul> <li><a href="https://hangyan.github.io/post/2019-04-20-jffs3/#jffs2-%e7%9a%84%e9%97%ae%e9%a2%98">JFFS2 的问题</a></li> <li><a href="https://hangyan.github.io/post/2019-04-20-jffs3/#index-%e7%9a%84%e5%ad%98%e5%82%a8">Index 的存储</a></li> <li><a href="https://hangyan.github.io/post/2019-04-20-jffs3/#the-journal">The Journal</a></li> <li><a href="https://hangyan.github.io/post/2019-04-20-jffs3/#garbage-collection">Garbage collection</a></li> <li><a href="https://hangyan.github.io/post/2019-04-20-jffs3/#superblock">Superblock</a></li> </ul> </li> <li><a href="https://hangyan.github.io/post/2019-04-20-jffs3/#links">Links</a></li> </ul> <!-- tocstop --> <p>看完了<a href="https://hangyan.github.io/post/2019-04-18-flash/">闪存</a>,继续看文件系统。网上搜了一圈，发现都是讲 Andriod 的目录结构的，讲文件系统本身的少。目前能确认的是历史上曾经用过 ext4,yaffs,yaffs2 等。 估计目前主流的应该是 ext4。不过在搜索的时候先发现了一篇讲 jffs3 的，它在嵌入式系统上应用比较广泛，也是针对 Flash 存储特定设计的文件系统。不太确定现在的使用范围，但是拿出来研究下还是不错的。</p> <h2 id="闪存对文件系统的影响">闪存对文件系统的影响</h2> <p>闪存跟磁盘有很多不同的地方，在设计文件系统的时候，二者有很多不同的考量。简单的对比表格如下</p> <table> <thead> <tr> <th style="text-align: center"></th> <th style="text-align: center">闪存</th> <th style="text-align: center">磁盘</th> </tr> </thead> <tbody> <tr> <td style="text-align: center">最小寻址单位(读)</td> <td style="text-align: center">字节</td> <td style="text-align: center">扇区</td> </tr> <tr> <td style="text-align: center">最小寻址单位(写)</td> <td style="text-align: center">NOR FLASH 是字节，NAND FLASH 是页，擦除是块</td> <td style="text-align: center">扇区</td> </tr> <tr> <td style="text-align: center">寿命</td> <td style="text-align: center">由擦写块的最大可擦写次数</td> <td style="text-align: center">机械故障</td> </tr> </tbody> </table> <p>闪存的这些特性，导致我们在设计文件系统的时候，必须考虑以下的问题：</p> <ol> <li><code>out of place update</code>: 对于磁盘来讲，我们更新数据可以直接原地更新。但是闪存不行，因为无法将 bit 位从 0 -&gt; 1。所以对于闪存的数据更新只能是在另外一个地方写入数据，然后将原数据标记为 dirty,再通过 GC 来定期回收.</li> <li><code>wear leveling</code>: 磨损平衡。闪存的使用寿命是由擦写块的最大可擦写次数来决定的。超过了最大可擦写次数，这个擦写块就成为坏块(bad block)了。因此为了避免某个擦写块被过度擦写，以至于它先于其他的擦写块达到最大可擦写次数，我们应该在尽量小的影响性能的前提下，使擦写操作均匀的分布在每个擦写块上</li> </ol> <h3 id="闪存转换层">闪存转换层</h3> <p>为了能让普通的文件系统(磁盘上的)能够在闪存上正常运行，需要有一个转换层：Flash Translation Layer（FTL）。它的功能就是将底层的闪存模拟成一个具有 512 字节扇区大小的标准块设备(block device)。对于文件系统来说，就像工作在一个普通的块设备上一样，没有任何的差别。</p>