需要了解UBI文件系统的详细介绍
一、 ubi/ubifs产生背景
flash具有的“先擦除再写入”、坏块、“有限的读写次数”等特性，目前管理flash的方法主要有：
1、 采用mtd+ftl／nftl（flash 转换层／nand flash转换层）＋ 传统文件系统，如：fat、ext2等。ftl／nftl的使用就是针对flash的特有属性，通过软件的方式来实现日志管理、坏块管理、损益均衡等技 术。但实践证明，由于知识产权、效率等各方面因素导致本方案有一定的局限性。
2、采用硬件翻译层+传统文件系统的方案。这种方法被很多存储卡产品采用，如：sd卡、u盘等。这种方案对于一些产品来说，成本较高。
3、采用mtd+ flash专用文件系统，如jffs1／2，yaffs1/2等。它们大大提高了flash的管理能力，并被广泛应用。
jffs2、yaffs2等专用文件系统也存在着一些技术瓶颈，如：内存消耗大，对flash容量、文件系统大小、内容、访问模式等的线性依赖，损益均衡能力差或过渡损益等。在此背景下内核加入了ubi文件系统的支持。
二、ubi/ubifs简单介绍
由于超大容量nandflash的普及，yaffs等皆无法再去控制nandflash的空间，于是在2006年由ibm与nokia的工程师thomasgleixner，artembityutskiy设计开发了ubi及其ubifs文件系统，专门为了解决mtd（memorytechnologydevice）设备所遇到的瓶颈。ubifs通过子系统ubi处理与mtddevice之间的动作。与jffs2一样，ubifs建构于mtddevice之上，因而与一般的blockdevice不兼容。
其中，ubi是一种类似于lvm的逻辑卷管理层。主要实现损益均衡，逻辑擦除块、卷管理，坏块管理等。而ubifs是一种基于ubi的flash日志文件系统。
一句话解读就是，ubifs及其使用的ubi子系统，是一种用在大容量flash上的文件系统。
三、ubi/ubifs的特点
1. 可扩展性
ubifs对flash尺寸有着很好的扩展性；也就是说mount时间、内存消耗以及i/o速度都不依赖于flash尺寸（对于内存消耗并不是完全准确的，但是依赖性非常的低）；ubifs可以很好的适应gb以上大小的大容量flash； 当然ubi本身还有扩展性的问题，无论如何， ubi/ubifs都比jffs2的可扩展性好，此外如果ubi成为瓶颈，还可以通过升级ubi而不需改变ubifs。
2. 快速mount
不像jffs2，ubifs在mount阶段不需要扫描整个文件系统，ubifsmount介质的时间只是毫秒级，时间不依赖与flash的尺寸；然而ubi的初始化时间是依赖flash的尺寸的，因此必须把这个时间考虑在内。
3. write-back支持
ubifs的回写（延迟写）同jffs2的write-through(立即写入内存)相比可以显著地提高文件系统的吞吐量。
4. 异常unmount适应度
ubifs是一个日志文件系统，可以容忍突然掉电以及unclean重启；ubifs通过replay日志来恢复uncleanunmount，在这种情况下replay会消耗一些时间，因此mount时间会稍微增加，但是replay过程并不会扫描整个flash介质，所以ubifs的mount时间大概在几分之一秒。
5. 快速i/o
即使我们disablewrite-back（可以在unmount时使用-osyncmount选项），ubifs的性能仍然接近jffs2。记住，jffs2的同步i/o是非常惊人的，因为jffs2不需要在flash上维护indexingdata结构，所以就没有因此而带来的负担；而ubifs恰恰是有index数据的。ubifs之所以够快是因为ubifs提交日志的方式：不是把数据从一个地方移动到另外一个位置，而只是把数据的地址加到文件系统的index，然后选择不同的eraseblock作为新的日志块，此外还有multi-headed日志方式等技巧。
6. on-the_flightcompression
存储在flash介质上的数据是压缩的；同时也可以灵活的针对单个文件来打开关闭压缩；例如，可能需要针对某个特定的文件打开压缩，或者可能缺省方式下支持压缩，但是对多媒体文件则关闭压缩。
7. 可恢复性
ubifs可以从index破坏后恢复；ubifs中的每一片信息都有一个header来描述，因此可以通过扫描这个flash介质来重构文件系统，这点和jffs2非常类似；想像一下，如果你擦出了fat文件系统的fat表，那么对于fatfs是致命的错误，但是如果擦除ubifs的index,你人然可以重构文件系统，当然这需要一个特定的用户空间程序来做这个恢复。
8. 完整性
ubifs通过写checksum到flash介质上来保证数据的完整性，ubifs不会无视损坏文件数据或meta-data；缺省的情况，ubifs仅仅检查meta-data的crc，但是你可以通过mount选项，强制进行datacrc的检查。
三、ubi/ubifs的层次结构
ubi和ubifs在linux上的层次结构如下图所示。
从上图可以清楚看到：
ubifs是工作在ubi子系统之上的。
ubi没有flash转换成（ftl，flash translation layer）。
因为没有ftl，所以ubi只能工作在裸的flash，因此，它不能用于消费类flash，如mmc, rs-mmc, emmc, sd, mini-sd, micro-sd, compactflash, memorystick等，ubi在嵌入式设备如智能手机中被广泛使用。
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1、 采用mtd+ftl／nftl（flash 转换层／nand flash转换层）＋ 传统文件系统，如：fat、ext2等。ftl／nftl的使用就是针对flash的特有属性，通过软件的方式来实现日志管理、坏块管理、损益均衡等技 术。但实践证明，由于知识产权、效率等各方面因素导致本方案有一定的局限性。
2、采用硬件翻译层+传统文件系统的方案。这种方法被很多存储卡产品采用，如：sd卡、u盘等。这种方案对于一些产品来说，成本较高。
3、采用mtd+ flash专用文件系统，如jffs1／2，yaffs1/2等。它们大大提高了flash的管理能力，并被广泛应用。
jffs2、yaffs2等专用文件系统也存在着一些技术瓶颈，如：内存消耗大，对flash容量、文件系统大小、内容、访问模式等的线性依赖，损益均衡能力差或过渡损益等。在此背景下内核加入了ubi文件系统的支持。
二、ubi/ubifs简单介绍
由于超大容量nandflash的普及，yaffs等皆无法再去控制nandflash的空间，于是在2006年由ibm与nokia的工程师thomasgleixner，artembityutskiy设计开发了ubi及其ubifs文件系统，专门为了解决mtd（memorytechnologydevice）设备所遇到的瓶颈。ubifs通过子系统ubi处理与mtddevice之间的动作。与jffs2一样，ubifs建构于mtddevice之上，因而与一般的blockdevice不兼容。
其中，ubi是一种类似于lvm的逻辑卷管理层。主要实现损益均衡，逻辑擦除块、卷管理，坏块管理等。而ubifs是一种基于ubi的flash日志文件系统。
一句话解读就是，ubifs及其使用的ubi子系统，是一种用在大容量flash上的文件系统。
三、ubi/ubifs的特点
1. 可扩展性
ubifs对flash尺寸有着很好的扩展性；也就是说mount时间、内存消耗以及i/o速度都不依赖于flash尺寸（对于内存消耗并不是完全准确的，但是依赖性非常的低）；ubifs可以很好的适应gb以上大小的大容量flash； 当然ubi本身还有扩展性的问题，无论如何， ubi/ubifs都比jffs2的可扩展性好，此外如果ubi成为瓶颈，还可以通过升级ubi而不需改变ubifs。
2. 快速mount
不像jffs2，ubifs在mount阶段不需要扫描整个文件系统，ubifsmount介质的时间只是毫秒级，时间不依赖与flash的尺寸；然而ubi的初始化时间是依赖flash的尺寸的，因此必须把这个时间考虑在内。
3. write-back支持
ubifs的回写（延迟写）同jffs2的write-through(立即写入内存)相比可以显著地提高文件系统的吞吐量。
4. 异常unmount适应度
ubifs是一个日志文件系统，可以容忍突然掉电以及unclean重启；ubifs通过replay日志来恢复uncleanunmount，在这种情况下replay会消耗一些时间，因此mount时间会稍微增加，但是replay过程并不会扫描整个flash介质，所以ubifs的mount时间大概在几分之一秒。
5. 快速i/o
即使我们disablewrite-back（可以在unmount时使用-osyncmount选项），ubifs的性能仍然接近jffs2。记住，jffs2的同步i/o是非常惊人的，因为jffs2不需要在flash上维护indexingdata结构，所以就没有因此而带来的负担；而ubifs恰恰是有index数据的。ubifs之所以够快是因为ubifs提交日志的方式：不是把数据从一个地方移动到另外一个位置，而只是把数据的地址加到文件系统的index，然后选择不同的eraseblock作为新的日志块，此外还有multi-headed日志方式等技巧。
6. on-the_flightcompression
存储在flash介质上的数据是压缩的；同时也可以灵活的针对单个文件来打开关闭压缩；例如，可能需要针对某个特定的文件打开压缩，或者可能缺省方式下支持压缩，但是对多媒体文件则关闭压缩。
7. 可恢复性
ubifs可以从index破坏后恢复；ubifs中的每一片信息都有一个header来描述，因此可以通过扫描这个flash介质来重构文件系统，这点和jffs2非常类似；想像一下，如果你擦出了fat文件系统的fat表，那么对于fatfs是致命的错误，但是如果擦除ubifs的index,你人然可以重构文件系统，当然这需要一个特定的用户空间程序来做这个恢复。
8. 完整性
ubifs通过写checksum到flash介质上来保证数据的完整性，ubifs不会无视损坏文件数据或meta-data；缺省的情况，ubifs仅仅检查meta-data的crc，但是你可以通过mount选项，强制进行datacrc的检查。
三、ubi/ubifs的层次结构
ubi和ubifs在linux上的层次结构如下图所示。
从上图可以清楚看到：
ubifs是工作在ubi子系统之上的。
ubi没有flash转换成（ftl，flash translation layer）。
因为没有ftl，所以ubi只能工作在裸的flash，因此，它不能用于消费类flash，如mmc, rs-mmc, emmc, sd, mini-sd, micro-sd, compactflash, memorystick等，ubi在嵌入式设备如智能手机中被广泛使用。
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