JFFS2 文件系统及新特性介绍

)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。

通常情况下，JFFS2 顺序的在擦写块上写入不同的节点，直到一个擦写块被写满。此时 JFFS2 从 free_list 上取下一个擦写块，继续从擦写块的开头开始写入节点。当 free_list 上擦写块的数量逐渐减少到一个预先设定的阀值的时候，垃圾回收就被触发了，为文件系统清理出更多的可用擦写块。为了减少对内存的占用，JFFS2 并没有把 i 节点所有的信息都保留在内存中，而只是把那些在请求到来时不能很快获得的信息保留在内存中。具体来说，对于在闪存上的每个 i 节点，在内存里都有一个 struct jffs2_inode_cache 与之对应，这个结构里保存了 i 节点号，指向 i 节点的连接数，以及一个指向属于这个 i 节点的物理节点链表的指针。所有的 struct jffs2_inode_cache 存储在一个哈希表中。闪存上的每个节点在内存中由一个 struct jffs2_raw_node_ref 表示，这个结构里保存了此节点的物理偏移，总长度，以及两个指向 struct jffs2_raw_node_ref 的指针。一个指针指向此节点在物理擦写块上的下一个节点，另一个指针指向属于同一个 i-节点的物理节点链表的下一个节点。

图五

在闪存上的节点的起始偏移都是 4 字节对齐的，所以 struct jffs2_inode_cache 中flash_offset 的最低两位没有被用到。JFFS2 正好利用最低位作为此节点是否过时的标记。

下面举一例来说明 JFFS2 是如何使用这些数据结构的。VFS 调用 iget() 来得到一个 i 节点的信息，当这个 i 节点不在缓存中的时候，VFS 就会调用 JFFS2 的 read_inode() 回调函数来得到 i 节点信息。传给 read_inode() 的参数是 i 节点号，JFFS2 用这个 i 节点号从哈希表中查找相应的 struct jffs2_inode_cache，然后利用属于这个 i 节点的节点链表从闪存上读入节点信息，建立类似于表三的映射信息。

2.4 JFFS2 挂载过程

JFFS2 的挂载过程分为四个阶段：

1) JFFS2 扫描闪存介质，检查每个节点 CRC 校验码的合法性，同时分配了 struct jffs2_inode_cache 和 struct jffs2_raw_node_ref

2) 扫描每个 i 节点的物理节点链表，标识出过时的物理节点；对每一个合法的 dentry 节点，将相应的 jffs2_inode_cache 中的 nlink 加一。

3 找出 nlink 为 0 的 jffs2_inode_cache，释放相应的节点。

4 释放在扫描过程中使用的临时信息。

2.5 JFFS2 垃圾回收机制

当 free_list 上的擦写块数太少了，垃圾回收就会被触发。垃圾回收主要的任务就是回收那些已经过时的节点，但是除此之外它还要考虑磨损平衡的问题。因为如果一味的从 dirty_list上选取擦写块进行垃圾回收，那么 dirty_list 上的擦写块将先于 clean_list 上的擦写块被磨损坏。JFFS2 的处理方式是以 99% 的概率从 dirty_list，1% 的概率从 clean_list 上取一个擦写块下来。由此可以看出 JFFS2 的设计思想是偏向于性能，同时兼顾磨损平衡。对这个块上每一个没有过时的节点执行相同的操作：

1 找出这个节点所属的 i 节点号(见图五)。

2 调用 iget()，建立这个 i 节点的文件映射表。

3 找出这个节点上没有过时的数据内容，并且如果合法的数据太少，JFFS2 还会合并相邻的节点。

4 将数据读入倒缓存里，然后将它拷贝到新的擦写块上。

5 将回收的节点置为过时。

当擦写块上所有的节点都被置为过时，就可以擦写这个擦写块，回收使用它。

3. JFFS2 的不足之处

3.1 挂载时间过长

JFFS2 的挂载过程需要对闪存从头到尾的扫描，这个过程是很慢的，我们在测试中发现，挂载一个 16M 的闪存有时需要半分钟以上的时间。

3.2 磨损平衡的随意性(random nature)

JFFS2 对磨损平衡是用概率的方法来解决的，这很难保证磨损平衡的确定性。在某些情况下，可能造成对擦写块不必要的擦写操作；在某些情况下，又会引起对磨损平衡调整的不及时。

3.3 很差的扩展性

JFFS2 中有两个地方的处理是 O(N) 的，这使得它的扩展性很差。

首先，挂载时间同闪存的大小，闪存上节点数目成正比。

其次，虽然 JFFS2 尽可能的减少内存的占用，但通过上面对 JFFS2 的介绍我们可以知道实际上它对内存的占用量是同 i 节点数和闪存上的节点数成正比的。

因此在实际应用中，JFFS2 最大能用在 128M 的闪存上。

4. JFFS2 的新特性

最近加入到 JFFS2 中的两个补丁程序分别解决了上面提到的挂载时间过长和磨损平衡随意性的问题。

4.1 磨损块小结补丁程序(erase block summary patch)

这个补丁程序最