UBIFS文件系统介绍

中文版。 UBIFS, Unsorted Block Image File System,无排序区块图像文件系统。它是用于固态硬盘存储设备上，并与LogFS相互竞争，作为JFFS2的后继文件系统之一。真正开始开发于2007年，并于2008年10月第一次加入稳定版本于Linux核心2.6.27版。 UBIFS（Unsorted Block Image File System）是一种专为固态硬盘存储设备设计的文件系统，主要针对Memory Technology Device（MTD）设备，如NAND Flash。UBIFS在2007年开始开发，由IBM和Nokia的工程师Thomas Gleixner和Artem Bityutskiy设计，首次被引入Linux内核2.6.27稳定版是在2008年10月。它旨在解决JFFS2和类似文件系统在面对NAND Flash容量增长时遇到的挑战。 UBIFS通过其子系统UBI（Unsorted Block Images）来处理与MTD设备的交互，UBI提供了wear-leveling（磨损均衡）和volume management功能，以适应闪存设备的特性。与JFFS2不同，UBIFS不直接构建在block device之上，而是直接在raw flash上运行，这使得UBIFS不适用于如MMC/SD卡等传统block设备。 UBIFS具备以下关键特点： 1. **可扩展性**：UBIFS的性能和资源需求（如内存消耗和I/O速度）不直接依赖于闪存大小，能够很好地适应从几MB到GB级别的闪存。 2. **快速挂载**：UBIFS在挂载时不需要扫描整个文件系统，挂载时间仅为毫秒级，显著快于JFFS2。 3. **Write-back支持**：UBIFS支持write-back模式，即数据先写入page cache，待适当时候再写入闪存，减少了碎片并提高了I/O效率。 4. **On-the-fly压缩**：UBIFS可以实时压缩文件数据，减小存储需求，且可以选择性地压缩部分文件。 5. **日志系统**：使用日志机制减少对闪存索引的频繁更新，增强了数据一致性。 UBIFS的设计考虑了NAND Flash的特性，如坏块管理和wear-leveling，通过UBI子系统来解决这些问题。这使得UBIFS特别适合MLC NAND Flash，因为它能够更好地处理多级别单元（MLC）带来的复杂性。 在使用UBIFS之前，需要了解raw flash与FTL（Flash Translation Layer）设备的区别。FTL设备如MMC/SD卡通常带有内置的FTL层，用于模拟块设备接口，而raw flash则没有这个层，直接与硬件交互。UBIFS直接在raw flash上运行，因此不适用于带有FTL的设备。 UBIFS的开发和优化持续进行，使其成为Nokia N900等智能手机的默认文件系统。相较于其他文件系统，UBIFS在性能、扩展性和可靠性方面都有所提升，尤其适合嵌入式设备和移动设备中对存储性能有高要求的应用场景。