YAFFS平衡磨損的分析與改進(jìn).pdf

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1、第7卷第2期軟件導(dǎo)刊Vol.7No.22008年2月SoftwareGuideFeb.2008YAFFS平衡磨損的分析與改進(jìn)冉全,呂赟(武漢工程大學(xué),湖北武漢430205)摘要:YAFFS(YetAnotherFlashFileSystem)是專門為NANDFlash設(shè)計(jì)的文件系統(tǒng),它適應(yīng)NANDFlash的特點(diǎn),但在平衡磨損問(wèn)題上存在不足。分析了YAFFS的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu),并提出了針對(duì)其平衡磨損的不足的改進(jìn)方法。關(guān)鍵詞:YAFFS;NAND;存儲(chǔ)結(jié)構(gòu);平衡磨損中圖分類號(hào):TP393.0文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1672-7800(2008)02-0005-02式分為在NANDFlash上的存儲(chǔ)形式和

2、在內(nèi)存中的組織形式兩0前言種。在儲(chǔ)存設(shè)備Flash上使用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是為了管理在儲(chǔ)存設(shè)備上所儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)及其屬性(如UserID、GroupID及存取權(quán)限等),隨著嵌入式技術(shù)在各種電子產(chǎn)品中的廣泛應(yīng)用,嵌入式系而在內(nèi)存中的組織形式用來(lái)管理從儲(chǔ)存裝置所讀的文件及數(shù)統(tǒng)中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理已經(jīng)成為一個(gè)重要的研究課題。閃速存據(jù)或是邏輯地址對(duì)應(yīng)到儲(chǔ)存裝置物理地址的記錄等。儲(chǔ)器具有速度快、容量大、成本低等優(yōu)點(diǎn),因此在嵌入式系統(tǒng)中YAFFS對(duì)文件系統(tǒng)上的所有內(nèi)容(比如正常文件,目錄,鏈接,被廣泛用做外存儲(chǔ)器件。設(shè)備文件等)都統(tǒng)一當(dāng)作文件來(lái)處理,每個(gè)文件都有一個(gè)頁(yè)面由于NANDFlash作為大容量的存儲(chǔ)介質(zhì)被廣泛使用

3、,基專門存放文件頭,文件頭保存了文件的模式、所有者id、組id、長(zhǎng)于NAND閃存的文件系統(tǒng)YAFFS(YetAnotherFlashFileSys-度、文件名、ParentObjectID等信息。因?yàn)樾枰谝豁?yè)內(nèi)放下這tem)也逐漸被應(yīng)用到嵌入式系統(tǒng)中。YAFFS是專門為NAND閃些內(nèi)容,所以對(duì)文件名的長(zhǎng)度、符號(hào)鏈接對(duì)象的路徑名等長(zhǎng)度存設(shè)計(jì)的嵌入式文件系統(tǒng),適用于大容量的存儲(chǔ)設(shè)備,它源代都有限制。NANDFlash的一個(gè)頁(yè)包含兩部分即存儲(chǔ)部分碼公開,可以免費(fèi)獲得。YAFFS在整個(gè)系統(tǒng)中的位置如圖1所(512byte)和空余部分(16byte)。示。需要說(shuō)明的是,NANDFlash中的一個(gè)頁(yè)和前

4、文所說(shuō)的一個(gè)數(shù)據(jù)塊是兩個(gè)概念,NANDFlash的頁(yè)是物理的存儲(chǔ)格式,是NANDFlash中一個(gè)頁(yè)的512Byte部分,而數(shù)據(jù)塊是組成yaffs_Ob-ject的邏輯塊,一個(gè)yaffs_Object包含一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)塊,在YAFFS中將一個(gè)chunk設(shè)置為512Byte,和一個(gè)頁(yè)中的存儲(chǔ)空間圖1YAFFS在系統(tǒng)中的位置相同。一個(gè)數(shù)據(jù)塊可以是兩種以下結(jié)構(gòu)中的一種:yaffs_Ob-YAFFS是日志結(jié)構(gòu)的文件系統(tǒng),提供了錯(cuò)誤檢測(cè)和糾正。jectHeader(yaffs_Object數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的頭部)或者文件數(shù)據(jù)。YAFFS按層次結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),分為文件系統(tǒng)管理層接口、YAFFS內(nèi)由于對(duì)于NANDFLASH

5、上每一頁(yè)數(shù)據(jù),都有額外的空間用部實(shí)現(xiàn)層和NAND接口層,這樣就簡(jiǎn)化了其與系統(tǒng)的接口設(shè)來(lái)存儲(chǔ)附加信息,通常NAND驅(qū)動(dòng)只使用了這些空間的一部計(jì),可以方便地集成到系統(tǒng)中去。目前有YAFFS和YAFFS2兩個(gè)分,而YAFFS能夠利用這部分空間中剩余的部分來(lái)存儲(chǔ)文件系版本,它們的主要區(qū)別在于YAFFS適應(yīng)于頁(yè)為512B+16B的統(tǒng)相關(guān)的內(nèi)容。NANDFlash,而YAFFS2適用于頁(yè)為2048B+64B的大容量的NANDFLASH芯片。2YAFFS的平衡磨損1YAFFS的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)文件系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),會(huì)使Flash中的塊不斷地被擦除,根據(jù)NANDFlash的特性,每個(gè)塊的擦除次數(shù)是有限的,大約10萬(wàn)次。YA

6、FFS文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)組織存儲(chǔ)在Flash上,運(yùn)行時(shí)讀入內(nèi)然而在擦除操作挑選臟塊(Block)或者使用垃圾收集(Garbage存,將處理后的數(shù)據(jù)寫回Flash中,所以YAFFS中數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)形Collection)時(shí)挑選最臟塊時(shí),可能會(huì)造成部份的塊(Block)常常作者簡(jiǎn)介:冉全(1967-),男,湖北武漢人,武漢工程大學(xué)副教授、碩士生導(dǎo)師,研究方向?yàn)榍度胧綉?yīng)用;呂赟(1982-),男,湖北武漢人,武漢工程大學(xué)碩士研究生,研究方向?yàn)榍度胧綉?yīng)用?！?·軟件導(dǎo)刊2008年被挑選,而其它塊(Block)則很少被挑選,那么這部分經(jīng)常被擦件,并在PC上對(duì)模擬文件監(jiān)視,以達(dá)到測(cè)試的目的。代碼定義除的塊可能在使

7、用過(guò)程中由于過(guò)度的使用變成壞塊,這樣就形了各種NAND器件的類型,以適應(yīng)不同的器件。模擬器件時(shí),也成磨損的不“平衡”。用這些信息生成相應(yīng)的模擬文件。為了延長(zhǎng)Flash的使用壽命,避免上述情況的發(fā)生,一些針指明要模擬的NAND器件的大小(FILE_SIZE_IN_MEG)和對(duì)Flash的文件系統(tǒng)采取了“平衡磨損”(Wear-Leveling)的機(jī)制。結(jié)構(gòu)(BLOCKS_PER_MEG,BLOCK_S