JFFS : The Journaling Flash File System

1
JFFS The Journaling Flash File System

• David Woodhouse
• Red Hat, Inc.
• 2006.01
• ??? (shpark_at_dislab.hufs.ac.kr)

2
? ?

1. ??
2. ??? ???
3. FTL (Flash Translation Layer)
4. JFFS Version 1
5. ?? ?? (Storage Format)
6. ?? (Operation)
7. ??? ???(Garbage Collection)
8. ??? (Housekeeping)

3
? ?

• JFFS (Journaling Flash File System)
• Log-structured File System on Flash Devices in
  Embedded System
• JFFS2
• ??? ???? Garbage Collection? ??

4
??? ???

• NOR ? NAND type
• NOR ?? ?? ??
• NAND ??? ??? ?? ??
• ????? ??(Reset)? ??
• ??? ? 100,000? ??? ????? ??
• ??? ?? ?? ???(Wear Leveling)? ???
• ???? ??? ??
• Page 512 bytes
• Out of band 16 bytes
• ?????? ?? ?? ???? ??

5
FTL (Flash Translation Layers)

• ???? ??? ????? ????? ???
• ??? FTL? ???? ???? ???? ???? ??? ?
• FTL?? ?? ?? ???? ?? ??
• ?? FTL? ??? Journaling File System? ??? ?

6
JFFS Version 1

• JFFS? Embedded? ??? ??? ???? System?? ???? ???
  ??? ?? System ShutDown? ???? ?? ??? ?

7
JFFS ??

• JFFS? Buffer Cache? ???? ??

8
?? ??

• Original JFFS? ??? LFS(Log-Structured File
  System)???
• ???? ?????? ??? Node? ????? ??
• JFFS1?? Log?? ??? ??? Node? ??
• struct jffs_raw_inode
• ? node? ? ??? inode?? ???
• Header
• inode?? ??? ??? ??
• inode? ?? ?? File System? ?????
• ???? ???? ??

9
jffs_raw_inode
10
?? ??(Cont)

• inode? ??? ?? node? ???? ??? ??
• ?? node? ???? version??? ??? ??
• ?? inode? ?? node?? ???? node??? ?? ? version ???
  ??
• version ??? 32bits?
• ??? ???? ??? ??? ?? ? inode? ??? node? ?? ???? ??
  ?? ? ?? ??
• ? inode? ??? 4G?? node? ??
• ???? inode??? 32bits? ??
• inode ??? ????? ??
• JFFS1? raw node? ?? inode ?????(uid,gid,
  mtime,atime??)?? ??? ???? inode? ??? ?? inode?
  inode ??? ???? ??

11
Log structured

• ???? ????? ???? ??
• node? ??? ??? Log? ????? ???

12
?? ??

• ? node? ???? ???? ???? ??
• ?? ???? ?????, ?????? ???? ?????
• ???? node?? ????? ??????, ? ???? ? ????? ???? ???
  node?? ?? ?? ? ??
• inode?? ?? node? ?? ??? node? dirty space?? ???
• ???????? ???? ?? node? ?
• inode ??? inode ?????? ?? deleted flag ? ???
• ??? inode??? ???? ????, ??? dirth space? ?

13
??

• ??? ??? ?? ??? ????? ? node? ????? ????, ???
• raw node? ??? ????? ?? ???? ??? ??? ??? inode
  map? ?????? ??? ??? ??? ??
• ?? ?? ??? ??? ??? ??? ??? ?? ??? ???
• ??????? ?? ??? ?????? ??? ????? ?? ??? ?? ??
  ?????? ??? node? ????? ?? ??
• ?? ??? ???. ?? node? ??? ?? node?? ?? ??

14
??? ???

• JFFS code? jffs_raw_inode ???? ?? ???? ? ?? ???
  ?? ??? dirty space? ?? ???? ???
• Log ??? ?? ??? node? head ? ? ? ??
• ??? node? Log ?? tail ? ???
• ??? ???? ? ?? ???? ?? File System??? Log? head ?
  ???? ? ??? ??
• tail ? ???? ?? ???? ??? ???? ???? ? ??? ??

15
??? ??? (Cont)

• ??? ???? Kernel Thread?? ?? ? ??? ???? ?? ??? ?
  ??, User Process?? ?? ??? ?? ??? ? ??
• ?? dirty space? ???? ??? Kernel Thread?
  sleep??? ??, User Process? ?? ???? ENOSPC??
  Error? ?? ??
• ??? ??? code? ??? Log?? ??? ??? ??? ??
• Log?? head? ??? node? ???
• ?? node? dirty space?? head? ?? node? ??
• ?? node? ??? ???? ??? ??? ?? Log? ? ?? ???
• ??? ??? code? Log? tail? ??? ???? ?????? ????? ??
  ???
• Log ?? ???? node? ?? node?? ???? ?? node?? ?? ???
  ? ??
• ???? ???? ??? ??

16
??? ???(Cont)

• Dirty space
• Dirty space ? ?? ???? ?? ???? ?? ? ?
• lt?? ??? ??? ??gt
• lt File System?? ??? ?? ??? ?? ?gt
• Log? ??? ???? ?? ??? ??
• dirty space? ??? ??? ??? ??

17
??? ??? (Cont)

• ?? ?? ?? ?? ???? ?? ???? ??? ???
• ???? ??? ??? ??

18
???

• JFFS? ?? ??? ????? ???? ??? Log?? head? tail???
  ???? ??? ???
• Log?? head? ?? ?? ??? ?????? ??? ??? node? ???
  ??? ???
• ??? ???? ???? ?? ??? ????? ??? ? ??????? ??? ???
  ???
• ???? ??? 4?? ??? ??? ??? ???? ????? ?? ??? ??