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FLFLASH
FLFLASH是MTD层维护的数据结构，它的定义如下： struct tFlash{
FlashType type; /* Flash device type (JEDEC id) */ long int erasableBlockSize; /* Smallest physically erasable size (with interleaving 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 * (*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; /* 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 on */ 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) */ unsigned 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 (*setMappingContext)(FLSocket vol, unsigned page); FLBoolean (*getAndClearCardChangeIndicator)(FLSocket vol); FLBoolean (*writeProtected)(FLSocket vol); #ifdef EXIT
void (*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，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 < noOfTLs && status != flOK; iTL++)
status = tlTable[iTL].mountRoutine(flash,tl, &volForCallback);
可以看到flmount先获取注册的socket号，然后执行flIdentifyFlash()函数。flIdentifyFlash函数首先装载默认的MTD函数指针，然后遍历全局变量mtdtable数组，查找合适的MTD。如果没有查找到，则使用默认的MTD。 根据tffs创建设备的过程，我们可以发现创建设备需要根据volume no 获取socket指针，在具体的xxxIdentify()函数中调用flIntelIdentify。此函数根据socket指针调用flMap()函数获取设备硬件资源(设备窗口地址)，然后通过获取的硬件资源对硬件进行读取ID操作，获取设备ID。xxxIdentify()函数通过读取返回的设备ID判断是否是XXXMTD注册的设备，如果是初始化读写函数并返回。
4.1注册socket
要使用socket必须先注册socket，下图是vxworks使用socket注册的步骤：
tffsDrv最终会调用xxxRegister()函数，此函数就是我们需要增加的具体的socket注册函数。如果我们要注册多个socket的话，需要在sysTffsInit()函数中增加，增加的方法如下：
#ifdef
INCLUDE_SOCKET_DOC
/* Disk On Chip */
(void) docRegister ();
#endif #ifdef
/* INCLUDE_SOCKET_DOC */ INCLUDE_SOCKET_PCIC0
/* flash card on socket 0 */
(void) pcRegister (0, PC_BASE_ADRS_0);
#endif #ifdef
/* INCLUDE_SOCKET_PCIC0 */ INCLUDE_SOCKET_PCIC1
(void) pcRegister (1, PC_BASE_ADRS_1);
#endif
/* INCLUDE_SOCKET_PCIC1 */
/* flash card on socket 1 */
使用宏开关控制。
4.2xxxRegister()一般写法
xxxRegister()函数一般包括两部分：一部分是获取socket号，更新全局变量tffsSocket[]并更新socket号；另一部分是初始化flsocket数据而机构；