UBI檔案系統簡介
在linux-2.6.27以前，談到Flash檔案系統，大家很多時候多會想到cramfs、jffs2、yaffs2等檔案系統。它們也都是基於檔案系
統+mtd+flash裝置的架構。linux-2.6.27後，核心加入了一種新型的flash檔案系統UBI(Unsorted Block Images)。這裡簡單介紹下UBI檔案系統加入的原因，及使用方法。我也是剛接觸到這個檔案系統，可能有理解不對的地方，也請指正。
一、產生的背景
FLASH具有的“先擦除再寫入”、壞塊、“有限的讀寫次數”等特性，目前管理FLASH的方法主要有：
1、採用MTD+FTL／NFTL（flash 轉換層／nand flash轉換層）＋
傳統檔案系統，如：FAT、ext2等。FTL／NFTL的使用就是針對FLASH的特有屬性，通過軟體的方式來實現日誌管理、壞塊管理、損益均衡等技
術。但實踐證明，由於智慧財產權、效率等各方面因素導致本方案有一定的侷限性。
2、採用硬體翻譯層+傳統檔案系統的方案。這種方法被很多儲存卡產品採用，如：SD卡、U盤等。這種方案對於一些產品來說，成本較高。
3、採用MTD+ FLASH專用檔案系統，如JFFS1／2，YAFFS1/2等。它們大大提高了FLASH的管理能力，並被廣泛應用。
JFFS2、YAFFS2等專用檔案系統也存在著一些技術瓶頸，如：記憶體

消耗大，對FLASH容量、檔案系統大小、內容、訪問模式等的線性依賴，損益均衡能力差或過渡損益等。在此背景下核心加入了UBI檔案系統的支援。
二、用法
環境：omap3530處理器、 (128MByte 16 位NAND Flash) 、linnux-2.6.28核心
1、配置核心支援UBIFS
Device Drivers --->Memory Technology Device (MTD) support --->UBI - Unsorted block images --->Enable UBI
配置mtd支援UBI介面
File systems --->Miscellaneous filesystems --->UBIFS file system support
配置核心支援UBIFS檔案系統
2、將一個MTD分割槽4掛載為UBIFS格式
● flash_eraseall /dev/mtd4 //擦除mtd4
● ubiattach /dev/ubi_ctrl -m 4 //和mtd4關聯
● ubimkvol /dev/ubi0 -N rootfs -s 100MiB //設定volume 大小（不是固定值，可以用工具改變）及名稱
● mount -t ubifs ubi0_0 /mnt/ubi或mount -t ubifs ubi0:rootfs /mnt/ubi
3、製作UBIFS檔案系統
在製作UBI映象時，需要首先確定以下幾個引數：
MTD partition size; //對應的FLASH分割槽大小
flash physical eraseblock size; // FLASH物理擦除塊大小
minimum flash input/output unit size; //最小的FLASH輸入輸出單元大小
for NAND flashes - sub-page size; //對於nand flash來說，子頁大小
logical eraseblock size.//邏輯擦除塊大小
引數可以由幾種方式得到
1）如果使用的是2.6.30以後的核心，這些資訊可以通過工具從核心獲得，如：mtdinfo –u。
2）之前的核心可以通過以下方法：
● MTD partition size：從核心的分割槽表或cat /proc/mtd獲得
● flash physical eraseblock size：從flash晶片手冊中可以得到FLASH物理擦除塊大小，或cat /proc/mtd
● minimum flash input/output unit size：
1）nor flash:通常是1個位元組
2）nand falsh：一個頁面
● sub-page size：通過flash手冊獲得
● logical eraseblock size：對於有子頁的NAND FLASH來說，等於“物理擦除塊大小-1頁的大小”
3）也可以通過ubi和mtd連線時的產生的資訊獲取，如：
#modprobe ubi mtd=4 //ubi作為模組載入
或
#ubiattach /dev/ubi_ctrl -m 4 //通過ubiattach關聯MTD
UBI: attaching mtd4 to ubi0
UBI: physical eraseblock size: 131072 bytes (128 KiB)
UBI: logical eraseblock size: 129024 bytes
UBI: smallest flash I/O unit: 2048
UBI: sub-page size: 512
UBI: VID header offset: 512 (aligned 512)
UBI: data offset: 2048
UBI: attached mtd4 to ubi0
更詳細的解釋參見http://www.linux-mtd.infradead.org/doc/ubi.html#L_overhead
#mkfs.ubifs -r rootfs -m 2048 -e 129024 -c 812 -o ubifs.img
#ubinize -o ubi.img -m 2048 -p 128KiB -s 512 /home/lht/omap3530/tools/ubinize.cfg
-r：制定檔案內容的位置
-m：頁面大小
-e：邏輯擦除塊大小
-p：物理擦除塊大小
-c：最大的邏輯擦除塊數量
對我們這種情況，檔案系統最多可以訪問卷上的129024*812=100M空間
-s：最小的硬體輸入輸出頁面大小，如：k9f1208為256(上下半頁訪問)
其中，ubinize.cfg的內容為：
[ubifs]
mode=ubi
image=ubifs.img
vol_id=0
vol_size=100MiB
vol_type=dynamic
vol_name=rootfs
vol_flags=autoresize
4、利用uboot燒寫、啟動UBIFS映象
1）燒寫UBIFS映象
OMAP3 DevKit8000 # mmcinit
OMAP3 DevKit8000 # fatload mmc 0:1 81000000 ubi.img
reading ubi.img
12845056 bytes read
OMAP3 DevKit8000 # nand unlock
device 0 whole chip
nand_unlock: start: 00000000, length: 268435456!
NAND flash successfully unlocked
OMAP3 DevKit8000 # nand ecc sw
OMAP3 DevKit8000 # nand erase 680000 7980000
NAND erase: device 0 offset 0x680000, size 0x7980000
Erasing at 0x7fe0000 -- 100% complete.
OK
OMAP3 DevKit8000 # nand write.i 81000000 680000 $(filesize)
NAND write: device 0 offset 0x680000, size 0xc40000
Writing data at 0x12bf800 -- 100% complete.
12845056 bytes written: OK
燒寫過程和燒寫核心映象的過程一致，所以UBI檔案系統應該不像yaffs檔案系統那樣用到了nand的OOB區域。
2）設定UBIFS檔案系統作為根檔案系統啟動的引數
OMAP3 DevKit8000 # setenv bootargs console=ttyS2,115200n8 ubi.mtd=4 root=ubi0:rootfs
rootfstype=ubifs video=omapfb:mode:4.3inch_LCD
OMAP3 DevKit8000 # setenv bootcmd nand read.i 80300000 280000 200000\;bootm 80300000
根檔案系統的位置在MTD4上
系統啟動時會打印出如下和UBI相關的資訊：
Creating 5 MTD partitions on "omap2-nand":
0x00000000-0x00080000 : "X-Loader"
0x00080000-0x00260000 : "U-Boot"
0x00260000-0x00280000 : "U-Boot Env"
0x00280000-0x00680000 : "Kernel"
0x00680000-0x08000000 : "File System"
UBI: attaching mtd4 to ubi0
UBI: physical eraseblock size: 131072 bytes (128 KiB)
UBI: logical eraseblock size: 129024 bytes
UBI: smallest flash I/O unit: 2048
UBI: sub-page size: 512
UBI: VID header offset: 512 (aligned 512)
UBI: data offset: 2048
UBI: attached mtd4 to ubi0
UBI: MTD device name: "File System"
UBI: MTD device size: 121 MiB
UBI: number of good PEBs: 970
UBI: number of bad PEBs: 2
UBI: max. allowed volumes: 128
UBI: wear-leveling threshold: 4096
UBI: number of internal volumes: 1
UBI: number of user volumes: 1
UBI: available PEBs: 0
UBI: total number of reserved PEBs: 970
UBI: number of PEBs reserved for bad PEB handling: 9
UBI: max/mean erase counter: 2/0

有了mkfs.ubifs和ubinize兩個工具後，就可以製作UBIFS映象了，具體步驟如下：

1. 使用mkfs.ubifs命令將某個資料夾製作為UBIFS映象，具體命令為：

1. mkfs.ubifs -r/tmp/rootfs-m 2048 -e 126976-c 992 -o ubifs.img

以上命令的含義為將/tmp/rootfs資料夾製作為UBIFS檔案系統映象，輸出的映象名為ubifs.img，-m引數指定了最小的I/O操作的大小，也就是NAND FLASH一個page的大小，-e引數指定了邏輯擦除快的大小，-c指定了最大的邏輯塊號。

通過此命令製作的出的UBIFS檔案系統映象可在u-boot下使用ubi write命令燒寫到NAND FLASH上。

2. 使用ubinize命令可將使用mkfs.ubifs命令製作的UBIFS檔案系統映象轉換成可直接在FLASH上燒寫的格式（帶有UBI檔案系統映象卷標）：

1. ubinize -o ubi.img-m 2048 -p 128KiB-s 512 -O 2048 ubinize.cfg

ubinize.cfg為一些配置引數：

1. [ubifs]
2. mode=ubi
3. image=ubifs.img
4. vol_id=0
5. vol_size=100MiB
6. vol_type=dynamic
7. vol_alignment=1
8. vol_name=rootfs
9. vol_flags=autoresize

通過此命令生成的ubi.img可直接使用NAND FLASH的燒寫命令燒寫到FLASH上。