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.. SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
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.. include:: ../disclaimer-zh_CN.rst
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:Original: Documentation/filesystems/ubifs.rst
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:翻译:
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邵明寅 Shao Mingyin <shao.mingyin@zte.com.cn>
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:校译:
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杨涛 yang tao <yang.tao172@zte.com.cn>
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UBI 文件系统
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简介
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UBIFS 文件系统全称为 UBI 文件系统（UBI File System）。UBI 代表无序块镜
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像（Unsorted Block Images）。UBIFS 是一种闪存文件系统，这意味着它专为闪
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存设备设计。需要理解的是，UBIFS与 Linux 中任何传统文件系统（如 Ext2、
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XFS、JFS 等）完全不同。UBIFS 代表一类特殊的文件系统，它们工作在 MTD 设备
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而非块设备上。该类别的另一个 Linux 文件系统是 JFFS2。
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为更清晰说明，以下是 MTD 设备与块设备的简要比较：
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1. MTD 设备代表闪存设备，由较大尺寸的擦除块组成，通常约 128KiB。块设备由
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小块组成，通常 512 字节。
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2. MTD 设备支持 3 种主要操作：在擦除块内偏移位置读取、在擦除块内偏移位置写
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入、以及擦除整个擦除块。块设备支持 2 种主要操作：读取整个块和写入整个块。
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3. 整个擦除块必须先擦除才能重写内容。块可直接重写。
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4. 擦除块在经历一定次数的擦写周期后会磨损，通常 SLC NAND 和 NOR 闪存为
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100K-1G 次，MLC NAND 闪存为 1K-10K 次。块设备不具备磨损特性。
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5. 擦除块可能损坏（仅限 NAND 闪存），软件需处理此问题。硬盘上的块通常不会损
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坏，因为硬件有坏块替换机制（至少现代 LBA 硬盘如此）。
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这充分说明了 UBIFS 与传统文件系统的本质差异。
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UBIFS 工作在 UBI 层之上。UBI 是一个独立的软件层（位于 drivers/mtd/ubi），
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本质上是卷管理和磨损均衡层。它提供称为 UBI 卷的高级抽象，比 MTD 设备更上层。
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UBI 设备的编程模型与 MTD 设备非常相似，仍由大容量擦除块组成，支持读/写/擦
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除操作，但 UBI 设备消除了磨损和坏块限制（上述列表的第 4 和第 5 项）。
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某种意义上，UBIFS 是 JFFS2 文件系统的下一代产品，但它与 JFFS2 差异巨大且
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不兼容。主要区别如下：
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* JFFS2 工作在 MTD 设备之上，UBIFS 依赖于 UBI 并工作在 UBI 卷之上。
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* JFFS2 没有介质索引，需在挂载时构建索引，这要求全介质扫描。UBIFS 在闪存
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介质上维护文件系统索引信息，无需全介质扫描，因此挂载速度远快于 JFFS2。
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* JFFS2 是直写（write-through）文件系统，而 UBIFS 支持回写
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（write-back），这使得 UBIFS 写入速度快得多。
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与 JFFS2 类似，UBIFS 支持实时压缩，可将大量数据存入闪存。
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与 JFFS2 类似，UBIFS 能容忍异常重启和断电。它不需要类似 fsck.ext2 的工
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具。UBIFS 会自动重放日志并从崩溃中恢复，确保闪存数据结构的一致性。
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UBIFS 具有对数级扩展性（其使用的数据结构多为树形），因此挂载时间和内存消耗不
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像 JFFS2 那样线性依赖于闪存容量。这是因为 UBIFS 在闪存介质上维护文件系统
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索引。但 UBIFS 依赖于线性扩展的 UBI 层，因此整体 UBI/UBIFS 栈仍是线性扩
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展。尽管如此，UBIFS/UBI 的扩展性仍显著优于 JFFS2。
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UBIFS 开发者认为，未来可开发同样具备对数级扩展性的 UBI2。UBI2 将支持与
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UBI 相同的 API，但二进制不兼容。因此 UBIFS 无需修改即可使用 UBI2。
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挂载选项
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(*) 表示默认选项。
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bulk_read 批量读取以利用闪存介质的顺序读取加速特性
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no_bulk_read (*) 禁用批量读取
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no_chk_data_crc (*) 跳过数据节点的 CRC 校验以提高读取性能。 仅在闪存
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介质高度可靠时使用此选项。 此选项可能导致文件内容损坏无法被
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察觉。
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chk_data_crc 强制校验数据节点的 CRC
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compr=none 覆盖默认压缩器，设置为"none"
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compr=lzo 覆盖默认压缩器，设置为"LZO"
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compr=zlib 覆盖默认压缩器，设置为"zlib"
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auth_key= 指定用于文件系统身份验证的密钥。
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使用此选项将强制启用身份验证。
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传入的密钥必须存在于内核密钥环中， 且类型必须是'logon'
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auth_hash_name= 用于身份验证的哈希算法。同时用于哈希计算和 HMAC
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生成。典型值包括"sha256"或"sha512"
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快速使用指南
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挂载的 UBI 卷通过 "ubiX_Y" 或 "ubiX:NAME" 语法指定，其中 "X" 是 UBI
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设备编号，"Y" 是 UBI 卷编号，"NAME" 是 UBI 卷名称。
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将 UBI 设备 0 的卷 0 挂载到 /mnt/ubifs::
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$ mount -t ubifs ubi0_0 /mnt/ubifs
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将 UBI 设备 0 的 "rootfs" 卷挂载到 /mnt/ubifs（"rootfs" 是卷名）::
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$ mount -t ubifs ubi0:rootfs /mnt/ubifs
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以下是内核启动参数的示例，用于将 mtd0 附加到 UBI 并挂载 "rootfs" 卷：
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ubi.mtd=0 root=ubi0:rootfs rootfstype=ubifs
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参考资料
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UBIFS 文档及常见问题解答/操作指南请访问 MTD 官网：
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- http://www.linux-mtd.infradead.org/doc/ubifs.html
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- http://www.linux-mtd.infradead.org/faq/ubifs.html
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