vxworks文件系統(tǒng)_哈爾濱工業(yè)大學(xué)

1、嵌入式操作系統(tǒng)第8章 VxWorks文件系統(tǒng)文件系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)主要內(nèi)容1、文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2、文件系統(tǒng)類型、文件系統(tǒng)類型嵌入式操作系統(tǒng)1、 文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)應(yīng)用通過I/O系統(tǒng)提供的標準接口來訪問文件系統(tǒng)I/O系統(tǒng)open()create()read()write()close()ioctl()remove()字符設(shè)備驅(qū)動程序文件系統(tǒng)DOSRawdosFs,rt11Fs,rawFs,tapeFs,cdromFs標準接口設(shè)備設(shè)備A設(shè)備B應(yīng)用程序塊設(shè)備驅(qū)動程序設(shè)備C設(shè)備D文件系統(tǒng)和字符設(shè)備一樣掛接在I/O系統(tǒng)上塊設(shè)備通過文件系統(tǒng)訪問，也可以選擇不同的文件系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)文件系統(tǒng)的調(diào)用關(guān)系

2、為應(yīng)用提供了豐富的接口用于支持遠程文件系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)1.1文件系統(tǒng)的應(yīng)用接口文件系統(tǒng)的應(yīng)用接口 處于最上層的應(yīng)用對文件系統(tǒng)的操作接口包括：ioLibansiStdiofioLibdirLibusrFsLib嵌入式操作系統(tǒng) 除了7個標準接口外，ioLib還提供與文件系統(tǒng)相 關(guān)的特殊接口嵌入式操作系統(tǒng) dirLib庫提供目錄文件列表讀取的功能，它應(yīng)建庫提供目錄文件列表讀取的功能，它應(yīng)建 立在ioLib之上嵌入式操作系統(tǒng) dirLib還提供用于獲取文件或文件系統(tǒng)狀態(tài)信息還提供用于獲取文件或文件系統(tǒng)狀態(tài)信息 的函數(shù)接口：嵌入式操作系統(tǒng) usrFsLib在在ioLib和和dirLib之上做了更實用的

3、抽象，之上做了更實用的抽象， 提供了用戶熟悉的命令嵌入式操作系統(tǒng) VxWorks提供提供usrFsLib源代碼，位于源代碼，位于 “targetsrcusr” 目錄下嵌入式操作系統(tǒng)1.2 文件系統(tǒng)如何加入到I/O系統(tǒng)中 文件系統(tǒng)和IO系統(tǒng)的掛接同字符設(shè)備類似 把文件系統(tǒng)看作是一個字符設(shè)備驅(qū)動 以dosFs文件系統(tǒng)為例看文件系統(tǒng)如何加載？ 在dosFsLib庫中實現(xiàn)了I/O系統(tǒng)規(guī)定的7個標準函數(shù)嵌入式操作系統(tǒng) dosFsLibInit中調(diào)用中調(diào)用iosDrvInstall將將7個函數(shù)指針填入個函數(shù)指針填入 驅(qū)動程序表中，并得到一個驅(qū)動號 表中各函數(shù)的入口對應(yīng)文件系統(tǒng)提供的相應(yīng)函數(shù) 文件系統(tǒng)接口在

4、驅(qū)動表注冊后， dosfsDevCreate中調(diào)用中調(diào)用iosDevAdd，傳入設(shè)備，傳入設(shè)備 結(jié)構(gòu)指針、設(shè)備名稱和驅(qū)動號為參數(shù)，將設(shè) 備結(jié)構(gòu)添加到設(shè)備鏈表中 設(shè)備名為文件系統(tǒng)名，如”/tffs0/” 文件系統(tǒng)安裝到IO系統(tǒng)中后，就可以用上層 庫提供的接口函數(shù)進行操作了嵌入式操作系統(tǒng)2、文件系統(tǒng)類型、文件系統(tǒng)類型 文件系統(tǒng)與存儲設(shè)備的硬件特性、系統(tǒng)需求等密 切相關(guān) 在嵌入式應(yīng)用中，主要的存儲設(shè)備為RAM(DRAM, SDRAM)、ROM和和FLASH存儲器存儲器 Linux下常用的文件系統(tǒng)類型包括：下常用的文件系統(tǒng)類型包括： cramfs, romfs, yaffs, jffs2, ramdi

5、sk, ramfs/tmpfs等等 VxWorks下常用的文件系統(tǒng)有下常用的文件系統(tǒng)有TrueFFS，dosFs， rawFs，tr11Fs，tapesFs，cdromFs嵌入式操作系統(tǒng)TrueFFS TrueFFS(簡稱簡稱TFFS)為各種為各種Flash存儲器提供通存儲器提供通 用的塊設(shè)備接口，是M-Systems公司為 VxWorks操作系統(tǒng)所作的定制實現(xiàn)操作系統(tǒng)所作的定制實現(xiàn) 它為種類繁多的flash存儲設(shè)備提供了統(tǒng)一的塊設(shè)備 接口 具有可重入、線程安全的特點，支持大多數(shù)流行的 cpu架構(gòu)架構(gòu) TFFS對對NOR和和NAND的的Flash存儲器都提供支存儲器都提供支 持，用戶自己特殊的

6、flash芯片驅(qū)動可根據(jù)類似 型號的代碼修改嵌入式操作系統(tǒng) Flash特點：特點： 優(yōu)點：沒有運動機械部件，具有壽命長、可靠性高、 耗能少和體積小等優(yōu)點，適合嵌入式系統(tǒng) 缺點：寫入數(shù)據(jù)前需要擦除操作，并且只能進行塊擦 除；有限的擦除和寫入次數(shù)，一般約為10萬次；擦除 和寫入操作比較耗時，且不能同時讀取 對flash不能像RAM一樣直接寫入，需要執(zhí)行系列 命令嵌入式操作系統(tǒng) Flash的存儲特性使得其對上層軟件有特別的的存儲特性使得其對上層軟件有特別的 要求： 平均使用：flash扇區(qū)的擦除次數(shù)都有限制，最好能 均勻使用flash的每個扇區(qū)，以延長flash的使用壽命 高效的垃圾回收：為保證存儲

7、器空間的高效使用， 需要進行垃圾（碎片）回收，flash的擦除以扇區(qū)為 單位，垃圾的回收也應(yīng)以扇區(qū)為單位，先移動扇區(qū) 數(shù)據(jù)，再擦除整個扇區(qū)嵌入式操作系統(tǒng) 掉電安全：要求塊擦除，塊中原來數(shù)據(jù)的保存就比 較麻煩，因此數(shù)據(jù)寫入、垃圾回收等操作對系統(tǒng)異 常中止都非常敏感，極易造成數(shù)據(jù)丟失和數(shù)據(jù)垃圾 低空間消耗：這部分空間用于上層軟件抽象，而不 能用于實際數(shù)據(jù)的存儲。而一般嵌入式系統(tǒng)中存儲 空間有限，低空間消耗可以提高數(shù)據(jù)存儲空間 TFFS為了將為了將Flash抽象為普通的塊設(shè)備，將抽象為普通的塊設(shè)備，將 Flash存儲器映射為一系列連續(xù)的塊，并且使用存儲器映射為一系列連續(xù)的塊，并且使用 block-t

8、o-flash轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，方便的將塊編號直接轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，方便的將塊編號直接 轉(zhuǎn)換為flash地地址嵌入式操作系統(tǒng)TFFS的層次結(jié)構(gòu) TFFS由由3層實現(xiàn)：翻譯層（層實現(xiàn)：翻譯層（FTL）、）、MTD層和層和 Socket層層TFFS與上層與上層文件系統(tǒng)的接口與具體的Flash密切相關(guān) FTL為上層軟件提供標準塊設(shè)備接口，實現(xiàn)前面為上層軟件提供標準塊設(shè)備接口，實現(xiàn)前面 描述的各種算法，如塊映射、平均使用、垃圾回 收和數(shù)據(jù)保護等嵌入式操作系統(tǒng) MTD層和具體芯片相關(guān)，主要是實現(xiàn)對具體層和具體芯片相關(guān)，主要是實現(xiàn)對具體flash 進行讀、寫、擦、ID識別等驅(qū)動，并設(shè)置與flash 密切相關(guān)的一些參數(shù) T

9、FFS已經(jīng)包含了支持已經(jīng)包含了支持Intel、AMD以及以及samsung部分部分 flash芯片的芯片的MTD驅(qū)動。新的芯片需要新的驅(qū)動。新的芯片需要新的MTD支持，支持， 可以使用一個標準的接口來加入這些驅(qū)動 Socket層提供層提供TFFS和板卡硬件的接口，用來向系和板卡硬件的接口，用來向系 統(tǒng)注冊socket設(shè)備，實現(xiàn)電壓控制，基地址設(shè)置、 寫保護控制等 Socket這名稱來源于這名稱來源于flash存儲器的插座（如存儲器的插座（如flash卡）卡）嵌入式操作系統(tǒng) 在VxWorks中，F(xiàn)TL以庫形式提供，包括tffsDrv、 tffsLib以及以及ftl和和fl開頭的目標模塊開頭的目標

10、模塊 MTD以源代碼形式提供，在以源代碼形式提供，在”targetsrcdrvtffs” 目錄下 Socket層以源代碼提供，層以源代碼提供， 在”targetsrcdrvtffssockets”目錄下 在為自己的硬件定制TFFS時，可以將xxmtd.c、 tffsConfig.c和和sysTffs.c直接添加到自己的直接添加到自己的BSP目錄目錄 中，方便代碼管理嵌入式操作系統(tǒng) VxWorks提供提供tffsDrv和和tffsConfig兩個庫支持兩個庫支持 TFFS tffDrv為為VxWorks提供了創(chuàng)建提供了創(chuàng)建TFFS設(shè)備的接口設(shè)備的接口 tffsConfig為為VxWorks提供了

11、提供了TFFS配置接口配置接口嵌入式操作系統(tǒng) TFFS庫提供一種共享機制，可以實現(xiàn)庫提供一種共享機制，可以實現(xiàn)bootrom 和TFFS同時存于同一flash存儲器 調(diào)用tffsDevFormat中可以指定保留一段存儲區(qū)， 調(diào)用tffsBootImagePut來操作這塊保留存儲區(qū)，將 bootrom存放到此區(qū)域存放到此區(qū)域 利用flash驅(qū)動提供的命令將VxWorks映像存放到 TFFS區(qū)區(qū)嵌入式操作系統(tǒng)在某flash芯片上建立TFFS文件系統(tǒng) 配置相關(guān)文件，讓映像中包含TFFS文件系統(tǒng) 在config.h中定義INCLUDE_TFFS：這可使得映像初 始化代碼調(diào)用tffsDrv初始化TrueFFS 系統(tǒng) 每個BSP目錄下必須要包含一個sysTffs.c文件：它將 TFFS所有層鏈接到一起并于所有層鏈接到一起并于VxWorks綁定。要編輯此綁定。要編輯此 文件將支持此flash的MTD和FTL模塊包含到TrueFFS 中 編輯sysPhysMemDesc，將flash加入到MMU中 BSP目錄下還需要目錄下還需要tffsConfig.c文件（文件（src/drv/tffs），要），要 修改它，支持此flash 將此flash的驅(qū)動程序（MTD）添加到BSP目錄下嵌入式操作系統(tǒng) 映像啟動后，檢測此flash是否成功驅(qū)動