在nand flash上实现JFFS2根文件文件系统

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作者：刘洪涛，华清远见嵌入式学院金牌讲师，ARM公司授权ATC讲师。

JFFS2是Flash上应用最广的一个日志结构文件系统。它提供的垃圾回收机制，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。

本文阐述如何在nand flash上实现JFFS2根文件文件系统。实验环境是：FS2410开发平台及ubantu7.04主机环境。

由于使用的ubantu7.04的环境没有安装制作JFFS2文件系统镜像的工具mkfs.jffs2，所以首先在Linux系统中安装mkfs.jffs2工具，安装的过程如下：

1．下载MTD工具包

本处使用的是mtd-snapshot-20050519.tar.bz2：

farsight#tar –jxvf mtd-snapshot-20050519.tar.bz2

farsight#cd mtd

farsight#./configure

farsight#make

farsight#make install

如果系统中没有安装ZLIB库，那么首先安装ZLIB库。具体的安装过程如下：

farsight#tar –zxvf zlib-1.2.3.tar.gz

farsight#cd zlib-1.2.3

farsight#./configure

farsight#make

farsight#make install

完成此步骤后，系统中就有了mkfs.jffs2的工具。注意：这个工具不同于mkfs.ext2工具，它只能制作相应的JFFS2文件系统的镜像，而不具有进行格式化的功能，而mkfs.ext2具备这以上两种功能。然后用这个工具就可以制作JFFS2文件系统的镜像了。

2、制作JFFS2文件镜像

实验平台用到的nand flash 是K9F1208，在制作镜像过程添加的参数需要和它对应。

farsight#mkfs.jffs2 -r /source/rootfs -o rootfs.jffs2 -e 0x4000 --pad=0x800000 -n

这样就会生成一个8M大小的rootfs.jffs2的镜像，它也正是JFFS2文件系统的镜像，关于这个命令行里的选项的内容，可以用man a mkfs.jffs2命令来查看内容。

JFFS2 维护了几个链表来管理擦写块，根据擦写块上的内容，一个擦写块会在不同的链表上。具体来说，当一个擦写块上都是合法(valid)的节点时，它会在 clean_list 上；当一个擦写块包含至少一个过时(obsolete)的节点时，它会在 dirty_list 上；当一个擦写块被擦写完毕，并被写入 CLEANMARKER 节点后，它会在 free_list 上。而当你在挂载这个文件系统的时候，如果出现CLEANMARKER node found at 0x0042c000 has totlen 0xc != normal 0x0的警告的时候，可以加一个“-n”的选项，这个主要是由于针对Nand Flash不需要在每个擦除块的开始写入CLEANMARKER 节点。

3、设置内核启动参数

本处用的bootloader是U-BOOT.所以在U-BOOT的命令终端设置如下：

FS2410#setenv bootargs root=/dev/mtdblock/2 rootfstype=jffs2 rw console=ttySAC0,115200 init=/linuxrc mem=64M

4、配置内核支持JFFS2文件系统

File systems ---> Miscellaneous filesystems --->

<*>JournallingFlash File System v2 (JFFS2) support

[*]JFFS2write-bufferingsupport

[*]AdvancedcompressionoptionsforJFFS2

[*]JFFS2ZLIBcompressionsupport

[*]JFFS2RTIMEcompressionsupport

[*] JFFS2 RUBIN compression support

5、下载rootfs.jffs2镜像

下载到Nand Flash第二个分区。

FS2410#nand erase 200000 800000

FS2410#nand write.jffs2 300008000 200000 800000

这里说明下关于nand flash操作的几个常用命令的含义

nand write：向Nand Flash写入数据，如果NandFlash相应的区域有坏块，则直接报错。

nand write.jffs2：向Nand Flash写入数据，如果NandFlash相应的区域有坏块，可以跳过坏块。

nand read：读取Nand Flash相应区域的数据，如果NandFlash相应的区域有坏块，则直接报错。

nand read.jffs2s：读取Nand Flash相应区域的数据，如果NandFlash相应的区域有坏块，将对应坏块区域的缓冲填充0xff，然后跳过此坏块继续读取。

nand read.jffs2：读取Nand Flash相应区域的数据，如果NandFlash相应的区域有坏块，直接跳过坏块。

具体的参考代码参看U-BOOT源码：common/cmd_nand.c文件。

下载完JFFS2文件系统镜像后，需要把Linux内核NandFlash的驱动关于第二个分区的大小改为8M（和镜像一样大），否则会出现类似如下错误：

Freeing init memory: 124K

Warning: unable to open an initial console.

Argh. Special inode #171 with mode 0xa1ff had more than one node

Kernel panic: No init found. Try passing init= option to kernel.

Argh. Special inode #63 with mode 0xa1ff had more than one node

Returned error for crccheck of ino #63. Expect badness...

Argh. Special inode #67 with mode 0xa1ff had more than one node

Returned error for crccheck of ino #67. Expect badness...

Argh. Special inode #68 with mode 0xa1ff had more than one node

到此，一个JFFS2文件系统的镜像制作成功。可以启动系统并测试JFFS2的性能了

还有一种制作JFFS2文件系统镜像的方法，在制作镜像的参数中可以不加—pad选项，过程如下：

farsight#mkfs.jffs2 -r /source/rootfs -o rootfs.jffs2 -e 0x4000 -n

启动开发板烧写rootfs.jffs2镜像

FS2410#nand erase 200000 800000//(注意把整个存放文件系统的分区全部给擦除)。

FS2410#nand write.jffs2 30008000 200000 31a28c//(必须是rootfs.jffs2的实际大小。如果是你写成了4M，那么分区的其余部分JFFS2文件系统将无法识别)。