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-- 發布時間：2010-11-17 10:05:08
-- 基于VxWorks的文件系統的研究與實現
Tornado的TrueFFS是一種與VxWorks兼容的M-Systems Flite實現方式，可為種類繁多的FLASH存儲設備提供統一的塊設備接口，并具有可重入、線程安全的特點，支持大多數流行的CPU架構。具有 TrueFFS的應用程序對FLASH存儲設備的讀寫就像對擁有MS-DOS文件系統的磁碟設備的操作一樣。TrueFFS屏蔽下層存儲介質的差異，為開發者提供統一的接口方式。TrueFFS使用一種基于動態維護表的Block-to-FLASH(塊對應于FLASH)傳輸系統實現對FLASH的操作，為上層程序提供接口。這里提出一種在2片FLASH上建立VxWorks下的文件系統的實現方案。
2 TrueFFS文件系統結構分析
TrueFFS(以下簡稱TFFS)由1個核心層(Core Layer)和翻譯層(Translation Layer)、MTD(Memory Technology Drivers)層、Sock-et層(Socket Layer)3個功能層組成。圖1為TmeFFS其結構圖。
翻譯層主要實現TFFS和DOS文件系統(DOSFS)之間的高級交互功能。該層包含控制FLASH映射到塊、平均抹寫(wear-leveling)、碎片回收和數據完整性所需的智能化處理功能。目前有3種翻譯層模塊，選擇哪種要根據使用的FLASH介質是采用NOR-based、NAND-based 或SSFDC-based技術確定閉。Socket層提供TFFS和板卡硬件(如FLASH卡)的接口服務，用來向系統注冊Socket設備，檢測設備插拔，硬件寫保護等。MTD層主要實現對具體的FLASH進行讀、寫、擦、ID識別等操作，并設置與FLASH密切相關的一些參數。TFFS已包含支持 Intel、AMD及Samsung部分FLASH器件的MTD層驅動。新的器件需要新的MTD支持，可使用一個標準接口加入這些驅動。
2個對Socket驅動和MTD至關重要的結構體分別是FLFLASH和FLSocket。TFFS使用FLFLASH結構體存儲數據和函數指針，這些函數用于管理FLASH設備。比如TFFS使用MTD函數處理對FLASH的基本讀寫操作，而FLFLASH結構體則包含這些MTD函數指針。當運行一個 MTD識別程序時，系統就安裝了這些函數指針。FLFLASH結構體還包含一個指向FISocket結構體的指針。TFFS使用這些FLSocket結構體來存儲數據和函數指針，而這些函數是用于處理與FLASH設備的硬件接口，即Socket接口。
用TFFS注冊Socket驅動：在VxWorks中包含TFFS將使usrRoot()調用TFFSDrv()，而這將發起一個函數調用鏈，如圖2所示。
調用這些函數的目的之一就是用TFFS注冊Socket驅動函數。多數情況下，注冊工作都發生在xxxRegister()(該函數在sysTFFS．c 中定義)中。該函數可更新FLSocket結構體，同時，TFFS已對應Socket驅動中的服務程序給FLSocket結構體賦予一個設備號即卷標。 TFFs調用FLSocket結構體中引用的函數來處理與FLASH設備的硬件接口。
給FLASH確定一個MTD：要創建TFFS塊設備，必須調用TFFSDevCreate()。這一調用也將發起一個函數調用鏈，調用這些函數的目的之一是確認合適的MTD。該確認過程在flIdentifyFLASH()巾。flIdentifyFLASH()通過逐個執行xxxldentify()表中的程序確定合適的MTD，相同的MTD可在多個不同的FLASH卷標中同時有效。一旦找到合適的MTD，確認程序就更新FLFLASH結構體中的數據及指向用于讀、寫、擦除、映射等操作的MTD程序指針。此外，確認過程還將完成在當前FLFLASH結構體中涉及的FLSocket結構體的初始化。 TFFS最多可處理5個TFFS塊設備。TFFS為每個FLFLASH結構體和FLSocket結構體都分配一個可能存在的FLASH設備。當使用 TFFS注冊Socket驅動時，系統也同時初始化這些結構體。多數情況下，注冊也將更新FLFLASH中Socket成員中涉及的FLSocket結構體，而FLFLASH結構體的初始化通過運行一個MTD確認程序完成。因為確認程序依賴于FLSocket結構體中所涉及的函數，所以必須在運行MTD確認程序之前安裝好Socket驅動。
3 TFFS文件系統的建立
以NOR FLASH AM29LV160TE為例，在2片FLASH上建立TFFS文件系統，每個FLASH的大小為2 MB，選擇第1片的前1 MB用于存放bootrom，后面的3 MB用作存放VxWorks映像和應用程序，開發工具采用Tornado2．2 for PPC。
3．1 VxWorks映像的配置
(1)在VxWorks映像中包含TrueFFS文件系統。首先在config．h文件中定義：
Tornado開發環境利用config．h中的預編譯語句實現映像中組件的添加。第1句定義使VxWorks在系統初始化時調用TFFSDrv()創建注冊TrueFFS所必需的結構和全局變量，并為其上掛接的兩個FLASH設備注冊Socket組件驅動。第2句則配置TFFSShow()和 TFFSShowAll()兩段顯示程序，可在系統正常啟動后檢測所注冊的FLASH。第3句包含與VxWorks所兼容的文件系統MS-DOS，用于包含一些可在Shell中操作的命令。
(2)為支持TFFS，在所建的BSP目錄下必須包含1個sysTffs．c文件，該文件可從Tornado的安裝目錄下找一個較相近的文件復制到所建立的BSP目錄下，然后作如下修改：
因為所選的2片FLASH不在連續的空間，所以還需在sysTffsInit()函數中增加一個Socket注冊。
文件將TFFS的所有功能層鏈接到一起并與VxWorks綁定，其他無關的MTD driver包含頭均可去掉。
(3)系統用的開發板是基于PPC860的處理器。由于器件實現了虛擬內存管理，所以需要編輯sysLib．C中的sysPhys-MemDesc[]數組，將文件中FLASH基地址和大小加入到MMU中，即將上面用到的地址空間映射加入內存管理單元，以供后續訪問FLASH，否則訪問FLASH失敗。
(4)修改TFFSConfig．c文件。為便于管理，通常將src／drv／TFFS／目錄下該文件拷貝到BSP目錄下，然后再修改。在MTDidentifyRoutine mtdTable[]表中加入如下代碼：
(6)在所建立的BSP目錄中加入建立FTP服務器所需的頭文件和源文件。
(7)將FLASH相關的MTD驅動和FTP服務器加入到make-file中，即：MACH_EXTRA=mx29lvMtd．o FTPlib．o
3．2 VxWorks映像的加載
(1)在Shell上用TFFSShow驗證mx29lvMtdIdentiy：
至此引導完成。FLASH整個TFFS文件系統成功建立。
4 結束語
VxWorks下的TFFS文件系統方便VxWorks映像和應用程序存儲到FLASH，這有利于開發者和用戶更新應用程序而無需重新燒寫booTRom，加快程序開發進程。系統中所用的2片FLASH擴展了文件系統的可使用空間，所實現的系統也包括fTP服務器，通過 FTP客戶端軟件升級系統。可在MICETEK的MPC860開發板上實現系統，因此，表明該系統具有穩定性好、可靠性高的特點。