也谈谈JFFS2

作者：Hily 原始链接：http://hily.me/blog/2006/10/jffs2/
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上周大致看了些关于Flash上日志型文件系统的资料，了解到传统的基于闪存转换层（FLT）的文件系统存在的主要问题：
1. 效率低。因为每次都要把要修改的数据所在擦写块放入内存，产生了许多不必要的读操作；写入时，要将原来的擦写块擦除，然后再将内存中修改的数据写入该擦写块。这样就造成了数据带宽的严重浪费。
2. 降低了Flash的寿命。因为有大量无用的擦写动作，使得许多不需要擦除的块被擦除重写，这导致了整个Flash使用寿命的降低。
3. 没有提供磨损平衡，也会降低Flash的寿命。因为只要一个擦写块坏了，整块Flash也就不能用了，而那些频繁修改的块将会比其它块更快地成为坏块。
4. 不安全。如果在擦写过程中突然掉电，那么整个擦写块的数据将可能丢失。

日志型文件系统(LogFS)就是为解决以上问题而产生的，它将对文件的修改描述成日志，从而减少对Flash的擦写。只有当擦写请求超过一个擦写块的边界时，文件系统才会对Flash进行擦写。这种更新方式也叫out-of-place。
JFFS2就是Flash上应用最广的一个日志结构的文件系统。它提供的垃圾回收机制，使得我们不需要马上对擦写越界的块进行擦写，而只需要将其设置一个标志，标明为脏块。当可用的块数不足时，垃圾回收机制才开始回收这些节点。同时，由于JFFS2基于日志结构，在意外掉电后仍然可以保持数据的完整性，而不会丢失数据。

然而，JFFS2仍然有其缺点，这也是人们提出JFFS3的原因。
因为挂载时需要扫描整块Flash，来确定节点的合法性以及建立必要的数据结构，这使得JFFS2挂载时间比较长。
又由于JFFS2是将节点信息保存在内在中的，使得它所占用的内存量和节点数目成正比。
另外，由于JFFS2是通过随机方式来实现磨损平衡的，它不能保证磨损平衡的确定性。

JFFS3就是为解决JFFS2的这些缺陷而设计的，目前仍处于设计阶段。
但是，我们可以通过修改JFFS2来克服一些问题。比如通过打上EBS（erase block summary，磨损块小结）来提高JFFS2文件系统的挂载速度，并改进磨损平衡。
在官方CVS上fs/jffs3目录下的代码并不是真正的JFFS3，它就是在JFFS2基础上打上Fernc Havasi写的EBS补丁实现的。

上周五为了找这个EBS补丁花了好长时间，在补丁的官方网站上也没有找到可用的链接：
http://www.inf.u-szeged.hu/jffs2/mount.php
只是提示在新版本的JFFS2中已经包含该补丁：“Erase Block Summary is the part of JFFS2 from 2005-09-07”。
郁闷的是redhat那边那个JFFS2的CVS似乎连不上
只好继续寻找……可惜找到之后发现它并不适合我的uClinux版本（linux-2.4.20），它是为某个版本的linux-2.6.x写的，而新版本的2.6内核中已经带有EBS补丁。
没有办法，只好舍弃……
把EBS补丁的下载地址贴出来，也许有人需要：
http://www.inf.u-szeged.hu/jffs2/jffs2-summary-20050823.patch
链接失效的话，可以点这边下载：
jffs2-summary-20050823.patch

如果想要深入研究JFFS2文件系统，可以看看linuxforum上shrek2写的《JFFS2文件系统源代码情景分析》（点击下载）。

延伸阅读：

• 《JFFS2 文件系统及新特性介绍》
• 《LogFS - finally a scalable flash file system》
• Memory Technology Devices
• JFFS3 (Journalling Flash File System Version 3)
• JFFS2: The Journalling Flash File System, version 2
• JFFS2 improvement project

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