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一种日志式闪存文件系统的分析与改进

刘庆华  
【摘要】:JFFS2是为使用闪速存储设备的嵌入式系统专门设计的一种日志式文件系统。作为一种基于日志结构的文件系统,JFFS2采用了新的存储方式,可支持耗损平衡,并具有断电保护功能,因而相对EXT2而言,JFFS2更适合于把闪速存储器作为存储设备的嵌入式系统。目前JFFS2文件系统已趋于成熟和完善,但是JFFS2本身和嵌入式应用领域的特殊需求还存在一定差距,主要表现在其安装时间较长、容错机制有待开发以及数据存储管理机制不灵活三个方面。因此,在深入分析JFFS2文件系统的基础上,根据嵌入式应用的具体要求,对JFFS2进行合理化改造是完全有必要的。 首先,针对文件加载时间较长的问题,重新定义并实现了一种新的结点类型,用它来描述闪存擦除块的相关信息,如used_size、dirty_size、free_size等,这样文件系统就可以直接读取此类结点建立相应的块内存映像。同时,考虑到常见的嵌入式多媒体设备在实际使用中对文件的读写操作相对较少,还可将建立索引结点分布图的操作尽量放到读写文件之前执行,以减少读取磁盘数据的次数,缩短文件加载时间。 其次,在综合考虑嵌入式应用的数据特点和JFFS2校验机制局限性的基础上,提出一种基于存储内容的容错校验机制。在闪存文件系统中,根据数据内容对数据完整性的不同要求将数据分成若干个级别,如0级纯数据型和1级多媒体数据流型等。在存储不同数据完整性要求的内容时,采用不同强度的差错校验:对0级数据采用具有纠错能力的扩展海明编码算法,当0级数据发生错误时及时纠错,以确保0级数据的数据完整性和数据可靠性;对1级多媒体数据只进行一般的CRC校验,一旦检测到数据出错,就将此相关的数据结点设置为废弃的(obsoleted)。


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