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Tornado之TrueFFS编程者指南（一） seasoblue 按：这篇文章主要根据tornado2.0 for Arm的在线帮助写成，前面大部分是翻译过来的，后面将详细介绍 MTD驱动的编写，并会给出实际的例子。TrueFFS对于作嵌入式系统来说非常有用，我希望这儿的每一个开 发者都能掌握它。我对TrueFFS的研究还很浅薄，所以如果有信口开河的地方还请大方之家斧正。如果能对 大家有所帮助，也就无枉此笔了。 一． 概述 1．简介 Tornado的TrueFFS是和vxworks兼容的一种M-Systems Flite实现方式，版本为2.0。它为种类繁多的flash存储 设备提供了统一的块设备接口，并且具有可重入、线程安全的特点，支持大多数流行的CPU构架。 有了Tornado的TrueFFS，应用程序对flash存储设备的读写就好象它们对拥有MS-DOS文件系统的磁碟设备的 操作一样。这样TrueFFS就屏蔽了下层存储介质的差异，为开发者提供了统一的接口方式。然而，当你设计 一个嵌入式系统的时候，了解flash存储器和磁碟设备的不同之处还是很重要的。尽管flash存储器不可能适用 于所有的嵌入式系统，但由于flash存储器具有体积小，耗电省，非易失存储的特性，在许多的环境下尤其在 移动设备和手持设备领域里它成为了理想的选择。 Flash存储器在拥有众多优点的同时也有一些自身的缺点。首先，它在写之前必须要进行擦除操作，而且不能 一个字节一个字节的擦，它只能以一个扇区、一个块或者整片的方式进行擦操作。它的写和擦操作都需要较 复杂的步骤才能完成，这就降低了它的易使用性。另外，Flash存储器最大的一个缺点就是寿命有限，可擦除 的次数因不同厂商而有所不同，一般都在1万到10万次左右。 一个运行在flash存储器上性能良好的块设备应该能针对可移动的媒体（如flash卡）处理各种复杂的情况。比 如，完全有这样的可能：当驱动程序正在进行写操作时用户却把flash卡抽出来了。这有时会造成灾难性的后 果。幸运的是，TrueFFS在设计时已经仔细考虑了flash存储器的各种特性，以及掉电和用户由于不耐烦或好 奇的原因而猛地拔出flash卡想看看发生了什么事的情况。 2．TrueFFS和块数据 Flash存储器不能无限次重复使用。它的每个扇区的擦除次数虽然很大，但却有限。因此，随着使用次数的加 长，它最终会变成只读状态。所以我们应该尽最大可能延长它的寿命。行之有效的方*就是平衡使用所有的 存储单元，而不让某一单元过度使用。这种技术被称之为wear leveling。TrueFFS使用一种基于一张动态维护 表的block-to-flash(块对应于flash)传输系统来实现wear leveling技术。当块数据被修改、移动，或碎片回收 后，这张维护表会自动调整。 就象块设备驱动需要的那样，TrueFFS把flash存储空间映射到一个特殊的连续存储块队列中，以便文件系统 可以对它进行数据的读写。这些块被从0开始连续编号。 从一个数据块中读取数据的操作非常直接。文件系统请求指定块的内容，TrueFFS响应后将块号传送到flash 存储匹配器（flash memory coordinates）中，找到之上的数据，然后把数据返回给文件系统。向块写数据也 一样的直接，只要这个块还没有被写过。TrueFFS要作的就是传送块号到flash存储匹配器（flash memory coordinates）中，并写数据到所指定的地址。 但如果写请求试图修改一个已经写过了的块设备内容，情况就复杂了。TrueFFS先是找到flash空间中一个已 经可写的区域，然后把修改后的块数据写到那里。当数据安全地写完后，TrueFFS更新它的block-to-flash映 射结构，以使块现在映射的区域为放置修改后数据的区域。这就保证了一定程度上的wear leveling。然而， 如果存储在flash上的一些数据本质上是静态的，只有在修改时wear leveling才会产生一种被称为静态文件锁 定的问题。 存储这些静态数据的区域根本不会被*循使用，这将降低flash期望的生命值。TrueFFS通过强制转移静态区域 的方*成功克服了静态文件锁定的问题。因为block-to-flash映射表是动态的，TrueFFS能够以对文件系统不可 /dispbbs.asp?BoardID=3ID=2661replyID=skin=1 （第 1／2 页）2006-6-3 17:45:36 电子产品世界-嵌入式系统设计-[原创]Tornado之TrueFFS编程者指南（一） 见的方式管理这些wear-leveling转移。由于绝对强制wear-leveling方式会对性能产生一些负面的影响，所以