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1、Vxworks 的 tffs 分析1. Tffs 简介Vxworks 的 tffs 位于 dosfs 文件系统和底层硬件中，其存在的目的是： dosfs 文件系统是针对磁盘的 FAT 文件系统，而我们大部分嵌入式设备存储设备是 flash，flash 和磁盘在物理特性上差别很大；首先磁盘和 flash 的读写方式不一样，磁盘可以一个字节一个字节的修改，而 flash 在写之前必须先擦除；flash 的擦除和写有次数限制（大部分 flash 设备是 10万次） ；tffs 的存在使得 dosfs 对 flash 操作犹如对 flash 操作一样，这样 tffs 就屏蔽了底层设备的差异。Tffs
2、有以下几个特性：Wear-leveing 算法：此算法的目的在于均衡 flash 损耗，使得 flash 各个块的擦除和写次数平衡。碎片回收：TrueFFS 使用一种被称为碎片回收（ garbage collection）的机制来回收那些不再包含有效数据的块。该机制从一个预擦除单元（source era se unit）内拷贝所有的有效数据块到另一个新的被称为转移单元（transfer unit）的擦除单元。TrueFFS 然后更新 block-to-flash 映射表再擦除这个废旧的预擦除单元。错误恢复：此功能使用了写后删除技术（erase after write） ，使得数据唯一性，不会产
3、生中间数据。下图是整 dosfs+tffs 文件系统架构：可以看到 dosfs 是位于 tffs 上层的， tffs 包含三层：翻译层、MTD 层和 socket 层。我们增加 tffs 特性时需要修改 MTD 层和 socket 层。翻译层由 vxworks 提供，不需要修改。下面介绍各层的作用。翻译层：主要实现 TrueFFS 和 dosFs 之间的高级交互功能。它也包含了控制 flash 映射到块、wear-leveling、碎片回收和数据完整性所需的智能化处理功能。MTD 层：即设备驱动层，包含 flash 读、写、擦除、 ID 识别等驱动。Socket 层：用来提供 tffs 和板卡
4、硬件（如 flash 卡）的接口服务，如果我们的 flash 设备是固定在板卡上的则 socket 比较简单，修改较少。如果需要实现热插拔则比较复杂，需要从新写。2. Vxworks 的 BSP 开发方法BSP 开发一般分两种按照我的理解分两种：公共特性的 BSP 开发和特有特性的 BSP 开发。公共特性的开发对我们平台来说是各个产品需要做适配的工作，并且不需要修改或者修改很少的 vxworks 内核代码，在内核配置中增加需要相应的特性即可。但增加特性后，会在 BSP 目录下的 config.h 文件增加 INCLUDE 宏；并且在 usrboot()即内核启动程序中添加相应的初始化函数。下面
5、以增加 tffs 特性为例：在内核配置 tffs 后，config.h 会增加INCLUDE_TFFS 宏，并在 prjconfig.C(此文件也是根据配置生成的) 的 usrIosExtraInit()函数增加tffsDrv()和 usrTffsConfig()函数。特有特性的 BSP 开发是各个产品负责的，每个产品由于硬件配置不一样，所以 BSP 特性也需要做相应的改变。这种特有特性开发则需要我们将和 BSP 相关的.c 和.h 放在自己的BSP 目录下，修改产品的初始化代码，自己添加相关 BSP 初始化（取代了公共特性开发中vxworks 帮我们自动添加的步骤） 。下面以增加 tffs
6、特性为例：我们不需要配置内核支持 tffs特性，取代的是将 systffs.c、 systffs.h 放在 BSP 目录下，在初始化中添加 tffsDrv()和usrTffsConfig()函数。3. TFFS 中两大数据结构：FLSOCKET 和 FLFLASHFLFLASH 是 MTD 层维护的数据结构，它的定义如下：struct tFlashFlashType type; /* Flash device type (JEDEC id) */long int erasableBlockSize; /* Smallest physically erasable size(with inter
7、leaving taken in account) */long int chipSize; /* chip size */int noOfChips; /* no of chips in array */int interleaving; /* chip interleaving*/unsigned flags; /* Special capabilities & options*/void * mtdVars; /* Points to MTD private area*/FLSocket * socket; /* Socket of this drive */void FAR0 * (*
8、map)(FLFlash *, CardAddress, int);FLStatus (*read)(FLFlash *, CardAddress, void FAR1 *, int, int);FLStatus (*write)(FLFlash *, CardAddress, const void FAR1 *, int, int);FLStatus (*erase)(FLFlash *, int, int);void (*setPowerOnCallback)(FLFlash *);这个数据结构中包含了 MTD 维护的数据和 flash 的操作方法，包括重映射、读、写、擦除等函数指针。只需
9、要注意的是这个数据结构包含 socket 指针，它指向 flash 对应的socket 数据结构。具体每个数据的含义可以看 flflash.h 的解释。FLSOCKET 是 socket 层维护的数据结构，它的定义如下struct tSocket unsigned volNo; /* Volume no. of socket */unsigned serialNo; /* Serial no. of socket on controller */FLBoolean cardChanged; /* need media change notification */int VccUsers;/*
10、No. of current VCC users */int VppUsers; /* No. of current VPP users */PowerState VccState; /* Actual VCC state */PowerState VppState;/* Actual VPP state */FLBoolean remapped; /* set to TRUE whenever the socket window is moved */void (*powerOnCallback)(void *flash); /* Notification routine for Vcc o
11、n */void * flash; /* Flash object for callback */struct /* Window state */unsigned int baseAddress; /* Physical base as a 4K page */unsigned int currentPage; /* Our current window page mapping */void FAR0 * base; /* Pointer to window base */long int size; /* Window size (must by power of 2) */unsign
12、ed speed; /* in nsec. */unsigned busWidth; /* 8 or 16 bits */ window;FLBoolean (*cardDetected)(FLSocket vol);void (*VccOn)(FLSocket vol);void (*VccOff)(FLSocket vol);FLStatus (*VppOn)(FLSocket vol);void (*VppOff)(FLSocket vol);FLStatus (*initSocket)(FLSocket vol);void (*setWindow)(FLSocket vol);void
13、 (*setMappingContext)(FLSocket vol, unsigned page);FLBoolean (*getAndClearCardChangeIndicator)(FLSocket vol);FLBoolean (*writeProtected)(FLSocket vol);#ifdef EXITvoid (*freeSocket)(FLSocket vol);#endif;这结构体为 TFFS 提供了指向处理 flash 硬件接口的函数指针。一般情况下，怎样实现这些 flash 接口函数相对软件来说更需要硬件细节。 相应的，FLSocket 结构体的成员描述指出了风
14、河提供的 BSP，这样我们就可以用来作例子。但是，在使用这些 BSP 时，我们需要对特定的硬件特别谙熟。每个成员的含义看以看 flsocket.h 文件。4. 添加 socket添加 socket 需要做三部分工作：注册 socket、添加全局函数 FitInSocketWindow()和DelayLoop()函数。为何要注册 socket？socket 注册后怎么被 MTD 发现？MTD 如何使用 socket 功能？下面为大家解答：为何要注册 socket？Socket 层在 MTD 层之下，为 MTD 层提供检测硬件擦拔、硬件写保护等功能。对于固定在板卡上的 flash 其没有擦拔功能，
15、所以比较简单而且代码改动较少；对于带热插拔的flash 比较复杂。Socket 注册后怎么被 MTD 发现？MTD 如何使用 socket 功能？首先看如何创建一个 tffs 设备FlMount()函数是挂载翻译层：FLSocket *socket = flSocketOf(volNo); /根据 volume no 获取 socket 指针checkStatus(flIdentifyFlash(socket,flash);for (iTL = 0; iTL = DRIVES) return (flTooManyComponents);tffsSocketnoOfDrives = RFA;no
16、OfDrives+;第二部初始化下面一些变量：window.baseAddressSee window.baseAddress; cardDetected ;VccOn ;VccOff; VppOn;VppOff;initSocket;setWindow;setMappingContext;getAndClearCardChangeIndicatorwriteProtected freeSocket 4.3 添加全局函数 FitInSocketWindow()和 DelayLoop()函数Tffs 使用 FitInSocketWindow()函数确定 chipsize 不会比 windowsize 大；什么是 chipsize什么是 windowsize？chipsize 是你的 flash 大小；而 windowsize 是 ppc 为了方便管理每个外围设备，而分配的一段空间；所以 FitInSocketWindow()就是要确保分配
