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YAFFS2 的 yaffs_ext_tags 数据结构详解
yaffs_ext_tags 是 YAFFS2 文件系统中用于 管理 NAND 闪存页的元数据 的焦点结构体，存储在 NAND 的 OOB（Out-Of-Band）地区。它记录了数据块的归属、状态、校验信息等关键元数据，是 YAFFS2 实现 快速挂载、数据恢复 和 垃圾回收 的基础。以下是其详细剖析：
1. 结构体定义
- struct yaffs_ext_tags {
- unsigned chunk_used:1; // 标记该页是否被使用（1=有效数据，0=空闲）
- unsigned obj_id:20; // 所属对象的唯一标识符（文件/目录的ID）
- unsigned chunk_id:10; // 页在文件中的逻辑编号（从0开始）
- unsigned serial_number:15; // 序列号（用于块版本控制）
- unsigned n_bytes:10; // 页内有效数据字节数（非全页写入时使用）
- unsigned ecc:12; // ECC校验码（可选，依赖硬件支持）
- unsigned block_bad:1; // 标记所属块是否为坏块（1=坏块）
- // ... 其他扩展字段（根据YAFFS2版本可能不同）
- };
2. 关键字段剖析
字段作用chunk_used标识当前页是否存储有效数据。若为 0，垃圾回收时可擦除该页。obj_id关联到 yaffs_obj 的 obj_id，表示该页属于哪个文件/目录。chunk_id页在文件中的逻辑偏移量（如 0 表示文件头，1 表示第二个数据块）。serial_number块的序列号，用于磨损平衡和版本控制（防止旧数据覆盖新数据）。n_bytes实际存储的有效数据长度（支持非整页写入，如文件末端部门填充）。ecc错误校正码（ECC），用于检测和纠正数据错误（需硬件支持）。block_bad标志当前页所属的块是否为坏块。若为 1，YAFFS2 会跳过该块。
3. 存储位置与结构
- OOB 地区：
每个 NAND 页的 OOB 地区通常为 64 字节，yaffs_ext_tags 占用其中一部门（具体大小由YAFFS2配置决定）。
典型结构：字段字节偏移长度（字节）chunk_used01 (bit)obj_id0-34chunk_id4-52serial_number6-72n_bytes8-92ecc10-134block_bad141 (bit)
4. 焦点功能
(1) 数据归属与快速挂载
- 挂载时扫描：
YAFFS2 通过遍历全部块的 yaffs_ext_tags，快速重建文件系统元数据（如 yaffs_obj 树）。
- 对象关联：
obj_id 和 chunk_id 共同定位数据所属文件及位置，无需依赖中心目录表。
(2) 数据完备性掩护
- ECC校验：
若硬件支持，YAFFS2 利用 ecc 字段检测和纠正数据错误。
- 坏块隔离：
block_bad 标志坏块，防止后续写入操纵利用已破坏的块。
(3) 垃圾回收（GC）优化
- 无效数据识别：
通过 chunk_used 和 obj_id，GC 可快速识别可回收的无效页。
- 磨损平衡：
serial_number 记录块的擦除次数，优先回收低序列号的块。
5. 操纵流程示例
(1) 写入数据页
- struct yaffs_ext_tags tags;
- memset(&tags, 0, sizeof(tags));
- tags.chunk_used = 1;
- tags.obj_id = file->obj_id;
- tags.chunk_id = chunk_num;
- tags.n_bytes = data_len;
- tags.serial_number = block->seq_number
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