YAFFS2在嵌入式系統(tǒng)中的實現

表1說明了YAFFS2文件系統(tǒng)數據在NANDFLASH的備用空間內的存儲布局。

blockState：描述該塊的狀態(tài)。如果不是OxFF，就說明是壞塊。相對應的是，所有正常的塊，里面所有數據都是OxFF的。
chunkld：描述該頁在一個文件內的索引，所以文件大小被限制在232×2 KB。chunkld為O，說明此頁面保存的是文件頭。不為O，說明是數據頁面。文件內偏移量為0，即放在第一個頁面的文件，其chunkId為1，后面的以此類推。
ObjectID：描述對象ID號，用來惟一標示一個文件。所以YAFFS2文件系統(tǒng)支持的文件總數限制在232個。
nBytes：記錄該頁面內的有效字節(jié)數。
blockSequence：記錄著各塊被分配出去的先后順序，每分配出去一塊，就加1。在YAFFS2文件系統(tǒng)建立的時候，塊的掃描順序就是由它決定的，而不是FLASH的物理介質順序。在垃圾收集的時候也會以此作為參考之一，判斷該塊是否適合回收。
tagsEcc：Ecc，YAFFS Tags區(qū)域的ECC校驗數據。
ECC：數據區(qū)的ECC校驗數據。讀／寫數據區(qū)的數據時，每256 B生成3 B ECC校驗和，一頁面2 KB數據就會生成24 B的校驗數據。

3 系統(tǒng)移植
此次開發(fā)采用宿主機+目標系統(tǒng)的開發(fā)模式。宿主機為PC+Fedora9，Fedora9安裝在PC的虛擬機內。目標系統(tǒng)軟硬件組成為目標板(CPU為S3C2440A)+U-Boot+嵌入式Linux，Linux版本為2．6．29．4。交叉編譯工具為arm-linux-gcc-4．3．2。
選用嵌入式Linux系統(tǒng)是因為它有著技術上先進，健壯、安全；是多任務系統(tǒng)，支持ARM體系結構；源碼開放，驅動程序及其他資源非常豐富，良好的可移植性等優(yōu)點。嵌入式系統(tǒng)的移植從軟件角度可以分為以下四個步驟。如圖3所示。

(1)引導加載程序的移植，包括固化在固件(Fireware)中的boot代碼和Bootloader兩大部分。大多數嵌入式系統(tǒng)中并沒有固件，Bootlo-ader是上電后執(zhí)行的第一個程序。它主要用來初始化處理器及外設，然后調用Linux內核。
(2)嵌入式Linux內核移植。特定于嵌入式處理系統(tǒng)的定制內核以及內核的啟動參數。內核的啟動參數可以是內核默認的，或是由Bootlo-ader傳遞給它的。
(3)文件系統(tǒng)制作。包括根文件系統(tǒng)和建立于FLASH內存設備之上的文件系統(tǒng)。里面包含了Linux系統(tǒng)配置文件和運行應用軟件所需要的庫等。
(4)用戶應用程序編寫。特定于用戶的應用程序，它所實現的功能通常就是設計該嵌入式系統(tǒng)所要達到的目標，它們也存儲在文件系統(tǒng)內。
3．1 Bootloader移植
對于支持ARM架構的Bootloader有U-Boot，Vivi等。U-Boot(Universal Boot Loader)即通用Bootloader，是遵循GPL條款的開放源代碼項目。它可以引導Linux，VxWorks，LynxOS等多種操作系統(tǒng)。支持PowerPC，x86，ARM等多種架構的CPU，具有豐富的設備驅動源碼，如串口、以太網、SDRAM，FLASH等。系統(tǒng)采用U-Boot的版本為1．1．6，它已支持SMDK2410開發(fā)板，在其基礎上進行修改。U-Boot 1．1．6中對NAND FLASH的支持有新舊兩套代碼，新代碼在drivers/nand目錄下，舊代碼在driver／nand_legacy目錄下。本次移植選用新代碼，它移植自Lin-ux2．6．12，更加智能。移植過程分以下幾步。
(1)根據具體輸入時鐘，修改時鐘定義參數。SMDK2410開發(fā)板的默認時鐘為12 MHz。
(2)依照實際開發(fā)板的內存地址分配情況修改lowlevel init．S文件。
(3)針對S3C2410，S3C2440 NAND FLASH控制器的不同，修改接口參數。
(4)仿照內核支持NAND FLASH的文件來編寫片選函數。命令和控制函數，查詢狀態(tài)函數。
(5)根據具體NAND FLASH芯片設置時序參數。
(6)增加從NAND FLASH燒寫，讀取YAFFS2文件系統(tǒng)映像功能。
(7)修改Makefile文件，將新建文件編入U-Boot中。
在編寫燒寫YAFFS2文件系統(tǒng)映像的命令時，要注意YAFFS2文件系統(tǒng)映像里除了2 KB的數據外，后面還包括了64 B的OOB數據，所以映像文件大小是以2 112 B為單位。OOB中已經包含了ECC，在燒寫時不需要再計算ECC校驗碼。燒寫時，首先檢查是否為壞塊，是就跳過，然后寫入2 KB的數據，最后寫入64 B的OOB數據。還要增加對skipfirstblk參數的支持。使燒寫YAFFS2文件系統(tǒng)映像時，跳過分區(qū)上第一個塊，這是由YAFFS2文件系統(tǒng)特性決定的。
由于不使用ECC校驗碼，燒寫過程中會不斷提示以下信息：
Writing data without ECC to NAND-FLASH is not reeom-mended
可以修改driver／mtd／nand／nand base．C文件的nand_write_page函數，將輸出這條信息的命令去掉。
最后執(zhí)行make XX_config和make all命令，生成的U-Boot．bin文件即可以運行與目標板上了。將它燒入NOR FLASH后啟動，在串口工具中能夠看到提示信息。輸入nand info命令即可查看到NAND FLASH的信息，說明U-Boot識別出了NAND FLASH。