VxWorks文件系統、Flash的TFFS設計與實現
3.3 垃圾收集過程
FTL格式化后,可用扇區將被不斷申請使用,原有扇區被不斷的廢棄,系統中可用的free扇區越來越少,但這并不是由于上層DOS真的使用了這么多扇區,而是FTL為了方便管理、為了不需要每次擦除一塊而付出的管理代價。所以,當系統中的可用扇區少于用戶要申請寫入的扇區時,FTL層就必須解決這些垃圾問題,這個過程在FTL中稱為垃圾回收(garbage collect)。
當FTL中的可用sector小于用戶要申請的扇區時,系統將啟動垃圾收集,但系統中有很多個unit,到底收集哪個unit呢?FTL會考慮磨損均衡,它將采用一個偽隨機的算法來決定收集策略:即用4/256的幾率選擇磨損情況少的塊來收集;252/256的幾率則根據垃圾最多為第一條件,當垃圾一樣時,判斷磨損次數小的優先選擇。
3.4 FFL創建的DOS
TFFS的格式化函數需要調用tffsDevFormat來格式化,而不需要調用dosFsVolFormat來格式化;另外,在tffsDevFormat格式化參數中,需要傳人的參數含有FAT個數參數,其原因是DOS是FTL層創建的,而不是在FTL基礎上創建的,下面是TFFS的整個格式化過程:
tffsDevFormat→flcall(FL_FORMAT_VOLUME)→formatVolume→Format→formatFTL;
其中,函數formatFTL是執行FTL層格式化的操作函數,操作時,首先根據格式化參數和BSP參數對內部數據結構初始化;然后再對每個unit進行格式化,在擦除后,即可寫入unitheader信息和控制BAM值;之后寫入unit No;最后申請每個page的空間;
上述formatFTL函數執行完以后,FTL就已經準備好,可以接受上層的扇區讀寫函數了(當然還沒有內容可以讀寫)。本文引用地址:http://www.j9360.com/article/151704.htm
在函數formatVolume中,mount可進行卷操作,當內存的數據結構準備好后,FTL層即可調用函數flDosFormat來創建DOS。其中首先創建隱藏扇區,以用于記錄該卷的部分信息,然后分別創建MBR、FAT和ROOT目錄;這樣,DOS創建完成后,再執行dosFsDevCreat函數,當然就無須格式化,找到0扇區自然就找到了MBR,因為DOS是FTL創建的。
從更深層次講,FTL層之所以創建DOS層,是因為只有FTL層才知道有哪些扇區是可以供DOS使用的,哪些扇區是DOS不能使用的(作為FTL層管理使用),也正是因為DOS層不了解FTL層的運作情況,所有的扇區映射關系都被FTL層隱蔽,因而導致DOS層無法在上層作出有利于Flash擦寫等優化動作,如大文件寫入時的字節數更新,FAT表更新等操作,都會嚴重浪費FTL層的映射關系運算。
4 基于M25P32 SPI Flash的TFFS設計
對于TFFS的實現,涉及到config.h、sysTffs.c、tffsConifg.c、tffsMtd.c、Makefile幾個文件的配置和修改,其中編譯是通過建立一個downloadalbe的tomado工程,來把這幾個.c源文件編譯進去生成.pl文件提供給bsp工程,而后由bsp工程把.pl文件編譯進去,從而生成bootable image。
4.1 Config.h的相關配置
要在vxworks映像中加入TFFS文件系統,需要加入相關的組件,雖然也可以在該文件中直接加入相應的配置宏,但很容易造成遺漏和有些需要依賴的宏沒有定義或者沖突,本文采用的方法是建一個bootable的tornado工程,而后在這個工程中通過加入TFFS和DOSFS的相關組件來編譯這個工程,從而生成一個prjParams.h文件,該文件里就包含了剛剛加入的組件對應的宏,因而,組件與組件之間依賴也是安全的,不會有任何沖突,最后再在Config.h中包含這個文件即可。
4.2 sysTffs.c文件的修改
該文件用于提供socket層的bsp實現代碼。如果鏡像文件包含TFFS相關組件,那么,系統啟動時就會按照如下過程自動調用sysTffsInit()函數:
usrRoot()→tffsDrv()→flInit()→flRegisterComponent ()→sysTffslnit ()
sysTffsInit ()函數會依次調用socket注冊函數simmRegisterOfsl (),注冊函數數量視需要構建的文件系統數量而定,本文構建了1個文件系統ofsl,并在simmRegisterOfsl()函數中對文件系統的基地址進行了設置,同時對FLSocket()結構體中的毀掉處理函數進行了掛接,掛接函數也在該文件中實現,如卡上電、斷電、寫保護等。
對sysTffsFormaOfsl()函數的格式化參數可根據自己的需要進行修改。
4.3 tffsConfig.c和tffSMtd.c文件的修改
tffsConfig.c文件的修改就是在mtdTalbe []表中注冊Flash識別函數iUnifiedIdentifyOfsl();而tffsConfig.c文件則用于實現iUnifiedldentifyOfsl()函數,iUnifiedIdentifyOfsl()函數對FLFlash結構體中的回調函數進行了掛接,如flash的讀、寫、擦除等,掛接函數的具體實現可在Dry_MvSFlash.cpp文件中以一個類的方式提供針對M25P32 spi Flash操作的所有驅動接口。
4.4 TFFS文件系統的安裝
通過上面的過程,socket層和mtd層就都準備好了,下面便可以安裝tffs文件系統。安裝時,首先用sysTffsFormatOfsl()函數按照上面設定的參數格式化TFFS文件系統,而后通過usrTffsConfig(0,0,”ofsl”)函數接口在已建好的TFFS上掛接DOS文件系統,成功后,即可通過open、read、write等來操作Flash上的文件系統,也可以通過FTP方式用IE訪問該文件系統中的內容。
4.5 Makefile文件的修改
對于Makefile的修改非常簡單,因為幾個和TFFS相關的源文件都是以.pl的方式被鏈人bsp工程的,所以只需要在makefile文件中把這個文件加入即可,即在makefile中加了如下的宏定義:
MACH_EXTRA+=../ArmPri/ARMARCH5gnu/ArmBspPrj.pl
5 結束語
本文對VxWorks下TFFS文件系統的層次結構和FTL層的啟動過程、塊映射算法、垃圾回收算法以及用FTL創建DOSFS進行了分析,給出了在M25P32 SPI Flash上創建TFFS文件系統和將TFFS掛在DOSFS的實現方法。通過對TFFS核心層FIL的分析給出的TFFS實現方法,可以從更基礎的層面來認識VxWorks中的TFFS文件系統,從而給TFFS文件系統的問題定位和實現帶來新的方法。
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