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YAFFS是第一个在GPL协议下发布的、基于日志的、专门为NAND Flash存储器设计的、适用于大容量的存储设备的嵌入式文件系统。

YAFFS(Yet Another Flash File System)是第一个专门为NAND Flash存储器设计的嵌入式文件系统,适用于大容量的存储设备;并且是在GPL(General Public License)协议下发布的,可在其网站免费获得源代码。

YAFFS 是基于日志的文件系统,提供磨损平衡和掉电恢复的健壮性。它还为大容量的Flash 芯片做了很好的调整,针对启动时间和RAM 的使用做了优化。它适用于大容量的存储设备,已经在Linux 和WinCE 商业产品中使用。

YAFFS中,文件是以固定大小的数据块进行存储的,块的大小可以是512字节、1 024字节或者2 048字节。这种实现依赖于它能够将一个数据块头和每个数据块关联起来。每个文件(包括目录)都有一个数据块头与之相对应,数据块头中保存了ECC(Error Correction Code)和文件系统的组织信息,用于错误检测和坏块处理。充分考虑了NAND Flash的特点,YAFFS把这个数据块头存储在Flash的16字节备用空间中。当文件系统被挂载时,只须扫描存储器的备用空间就能将文件系统信息读入内存,并且驻留在内存中,不仅加快了文件系统的加载速度,也提高了文件的访问速度,但是增加了内存的消耗。

为了在节省内存的同时提高文件数据块的查找速度,YAFFS利用更高效的映射结构把文件位置映射到物理位置。文件的数据段被组织成树型结构,这个树型结构具有32字节的节点,每个内部节点都包括8个指向其他节点的指针,叶节点包括16个2字节的指向物理地址的指针。YAFFS在文件进行改写时总是先写入新的数据块,然后将旧的数据块从文件中删除。这样即使在修改文件时意外掉电,丢失的也只是这一次修改数据的最小写入单位,从而实现了掉电保护,保证了数据完整性。

结合贪心算法的高效性和随机选择的平均性,YAFFS实现了兼顾损耗平均和减小系统开销的目的。当满足特定的小概率条件时,就会尝试随机选择一个可回收的页面;而在其他情况下,则使用贪心算法来回收最“脏”的块[2]。

YAFFS文件系统是按层次结构设计的,分成以下4部分: yaffs_guts.c,文件系统的主要算法,这部分代码完全是用可移植的C语言编写的;yaffs_fs.c,Linux VFS层的接口;NAND 接口,yaffs_guts 和NAND 内存访问函数之间的包装层,例如调用Linux mtd 层或者RAM模拟层;可移植函数,服务的包装函数。最重要的一点是,为了获得更好的移植性,YAFFS提供直接调用的模式,这才使得我们有机会来实现YAFFS文件系统在C51系统上的移植。


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