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VxWorks文件系统和Flash的TFFS设计与实现

• 0 引言
  
  在VxWorks的应用系统中，基于flash的文件系统通常都采用DOS+FAT+FTL的结构。
  
  一般情况下，磁盘文件系统大多是基于secto电感器r的文件系统，磁盘按照物理上分为柱面、磁盘、扇区，扇区是基于块的文件系统操作的基本存储单位，磁盘的容量都是根据这些数据计算出来的，每个扇区大小通常都是512bytes。
  
  VxWorks文件系统中的DOSFS是MS-DOS兼容的文件系统，可基于块对物理介质进行操作。由于Fish的物理特性，对Flash作基于块(不同于Flash的擦除块)的操作必须由软件作封装实现，这就是TFFS所起的作用。
  
  1 VxWor电感生产厂家ks文件系统的总体结构
  
  VxWorks文件系统的总体结构以及TFFS在整个文件系统的位置如图l所示。
  
  
  
  Tomado下的TFFS文件系统是Tornado的一个可选组件，它可为种类繁多的Flash设备提供一个统一的块设备接口。在Tornado2.2版本中自带的TFFS版本为2.0，在文件系统中，TFFS的功能相当于磁盘驱动，通过TFFS可使上层的DOSFS或RTll文件系统像操作普通的标准磁盘一样来操作Flash。
  
  2 TFFS文件系统的分层
  
  图2所示为TFFS文件系统的分层图。图中的Core Layer内核层可将其他层连接起来协同工作；翻译层主要实现DOS和TFFS之间的交互、管理文件系统和Flash各个物理块的关系，同时支持TFFS的各种功能，如磨损均衡、错误恢复等；MTD层执行底层的程序驱动(map、read、write、erase等)；socket层的名称来源于可以插拔的socket存储卡，主要提供与具体的硬件板相关的驱动。
  
  
  
  3 FTL层分析
  
  FTL是TFFS文件系统的核心，它是PCMCIS的一项标准，意思是Flash Translation Laycr Specification，这种类型的文件系统大功率电感贴片电感器是目前嵌入式系统中最流行的，很多公司都提供这种文件系统的相关解决方案。
  
  PTL为DOS BPB／FAT与Flash之间的中间层，FTL利用现成的基于块的文件系统(例如DOSFS)来实现应用层的操作，实质上就是在Flash设备上模拟磁盘块设备的实现，为基于块的文件系统提供统一的接口。FT功率电感器L通过以下几步来模拟磁盘驱动：首先是在Flash擦除块之外定义小的读写块(相当于磁盘扇区)；其次是逻辑扇区(对块文件系统如DOSFS呈现的地址)和物理地址(Flash的实际地址)之间的转换；然后管理Flash，使得能在空闲的地方写入数据。其核心就是将DOS上的扇区映射到Flash上去。

  为了实现DOS层从逻辑上看扇区是连续的，可随时对任意bit读写操作，FTL必须提供对Flash芯片的管理，包括向上层(DOS层)提供可以任意读写的操作接口，向下对Flash的擦除、写入、读取统一管理，同时还必须提供磨损均衡，以防止一个擦除块提前损坏。
  
  3.1 FTL的启动过程分析
  
  在我们调用函数tffsDevCreate创建TFFS文件系统时，会以参数FL_MOUNT_VOLUME调用函数flcall→mou电感厂家ntvolume→flmount→mountFTL，函数mountFTL是FTL层的加载函数人口，处理过程首先是初始化FTL，然后就可按下列步骤进行：
  
  (1)查找第一个合法的unit头信息
  
  合法性的判断依据是unit header头上的标志CISF．．FTL100和部分头部的flag信息，由于bsp已把FS的相关信息注册到FTL的数据结构中，所以，FTL层可以找到第一块unit，并可以向后查，直到找到合法的unit为止。
  
  (2)检验信息合法性
  
  将所有有用的信息都读出到内部数据结构中后，即可检验信息合法性。由于unit header中的Unit ID和擦除次数都相同，所以整个文件系统的共用信息都可以从首先找到的头中读出来。
  
  (3)给Mount每一个unit建立page表
  
  这是mount最重要的过程，对每个unit调用mountunit()函数，并在mountunit()函数中首先判断，如果是非法unit，则作为交换unit，然后对每个BAM选项进行处理，并对垃圾BAM、空闲BAM进行统计，如果是缓冲的BAM数据和交换page的VBM，则将此page的逻辑扇区信息记录到内存的page表中，以便后续映射访问查询使用，而对于非缓冲的BAM数据，则不作处理，另外，对于交换page的VBM，则进行记录。考虑到上述过程，可见其系统中的page VBM和缓冲的数据BAM分布在各个unit的各个角落，需要将所有的VBM和缓冲数据BAM收集起来建立整个交换page表，这是FTL标准层设计时就要决定的。

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