ヤフス

YAFFS ( Yet Another Flash File System ) は、Aleph One 社向けに Charles Manning が設計、作成した ファイル システムです。

YAFFS1 はこのファイル システムの最初のバージョンであり、512バイトのページ サイズ (+ 16 バイトのスペア (OOB; Out-Of-Band) 領域) を持つ当時の NAND チップ用に設計されました。作業は 2002 年に開始され、その年の後半に初めてリリースされました。最初の作業は、Toby Churchill Ltd と Brightstar Engineering によって後援されました。

これらの古いチップでは、一般的にページあたり 2 回または 3 回の書き込みサイクルが許可されます。^[1] YAFFS はこれを利用して、ダーティ ページは特定のスペア領域バイトに書き込むことでマークされます。新しい NAND フラッシュ チップでは、最初は 2K ページ (+ 64 バイト OOB)、後に 4K と、より厳しい書き込み要件を持つ大きなページがあります。消去ブロック (128 キロバイト) 内の各ページは、順番に書き込む必要があり、各ページには 1 回だけ書き込む必要があります。^{[引用が必要]}

「一度だけ書き込み可能なルール」（「一度だけ書き込み可能なプロパティ」）を強制するストレージシステムを設計することには、いくつかの利点があります。^[2]

YAFFS2 は、これらの新しいチップに対応するために設計されました。これは YAFFS1 のソース コードに基づいていますが、主な違いは、内部構造が 512 バイトのサイズを想定するように固定されておらず、書き込まれた各ページにブロック シーケンス番号が配置されていることです。この方法では、古いページを「一度だけ書き込み」ルールに違反することなく論理的に上書きできます。これは 2003 年後半にリリースされました。

YAFFS は、データの整合性を最優先とする堅牢なログ構造ファイルシステムです。YAFFS の 2 番目の目標は、高性能です。YAFFS は通常、ほとんどの代替手段よりも優れたパフォーマンスを発揮します。 ^[3]また、移植性を考慮して設計されており、Linux、WinCE、pSOS、RTEMS、eCos、ThreadX、およびさまざまな専用 OS で使用されています。バリアント「YAFFS/Direct」は、OS、組み込み OS、またはブートローダがない状況で使用されます。これは、コアファイルシステムは同じですが、高レベルコードと低レベルコードの両方と NAND フラッシュハードウェアへのインターフェイスが簡単です。

YAFFS コードベースは、GPLと Aleph One から入手可能な製品ごとのライセンスの両方に基づいてライセンスされます。

YAFFSはパーティションごとに高レベルでロックされており、一度に書き込めるスレッドは1つだけです。^[4]

YAFFS ファイルシステムを初期化するには、フラッシュ メモリを消去する以外に特別な手順はありません。不良ブロックが検出されると、YAFFS はスマート メディア スキームに従って、ブロックのスペア領域の 5 番目のバイトをマークします。そのようにマークされたブロックは、それ以降は未割り当てのままになります。^{[説明が必要]}

ファイル データを書き込むために、YAFFS は最初に、タイムスタンプ、名前、パスなどのファイルメタデータを記述するページ全体 (YAFFS 用語ではチャンク)を書き込みます。新しいファイルには一意のオブジェクト ID 番号が割り当てられ、ファイル内のすべてのデータ チャンクには、スペア領域内にこの一意のオブジェクト ID が含まれます。YAFFS は、これらのチャンクの物理的な場所のツリー構造をRAM内に保持します。チャンクが有効でなくなると (ファイルが削除されるか、ファイルの一部が上書きされる)、YAFFS はチャンクのスペア領域内の特定のバイトを「ダーティ」としてマークします。ブロック全体 (32 ページ) がダーティとしてマークされると、YAFFS はブロックを消去してスペースを再利用できます。ファイルシステムの空き領域が少なくなると、YAFFS は一連の正常なページを新しいブロックに統合します。次に、YAFFS は元の各ブロック内でダーティ ページが使用していたスペースを再利用できます。

YAFFS システムがNAND フラッシュデバイスをマウントする場合、各ブロックにアクセスしてスペア領域をスキャンし、有効なデータがあるかどうか確認する必要があります。この情報を使用して、メモリ常駐のツリー データ構造を再構成します。

YAFFS2 は YAFFS1 と概念が似ており、同じコードを多く共有しています。YAFFS2 のコード ベースは、下位互換性を通じて YAFFS1 のデータ形式をサポートしています。主な違いは、YAFFS2 では、最新の NAND フラッシュの「1 回書き込み」要件を満たすために、かなりのハードルを乗り越える必要があることです。^[5]

YAFFS2 は、新しく書き込まれたすべてのブロックに、単調に増加するシーケンス番号を付与します。チャンクのシーケンスは、ブロック シーケンス番号とブロック内のチャンク オフセットから推測できます。そのため、YAFFS2 がフラッシュをスキャンして、同一の ObjectID と ChunkNumber を持つ複数のチャンクを検出すると、最大のシーケンス番号を取得して、どのチャンクを使用するかを選択できます。効率上の理由から、YAFFS2 ではシュリンク ヘッダーの概念も導入されています。たとえば、ファイルのサイズが小さくなると、YAFFS1 は影響を受けるすべてのチャンクをダーティとしてマークしますが、YAFFS2 は「一度だけ書き込み」ルールのため、これを実行できません。代わりに、YAFFS2 は「シュリンク ヘッダー」を書き込みます。これは、その時点より前の一定数のページが無効であることを示します。これにより、YAFFS2 は、システムの再起動時にファイルシステムの最終状態を再構築できます。

YAFFS2 は、NAND フラッシュのより抽象的な定義を使用して、さまざまな形状、不良ブロック処理ルールなどを持つさまざまなフラッシュ パーツで使用できるようにします。

YAFFS2 は後にチェックポイントのサポートを追加しました。これにより通常のマウントスキャンがバイパスされ、マウント時間が非常に短くなります。パフォーマンスはさまざまですが、2 GBのマウント時間は 3 秒と報告されています。^{[引用が必要]}

• ファイルシステムのリスト
• ジャフ
• ＪＦＦＳ２
• ユービーアイエフエス
• ログFS
• NILFS、ログ構造化ファイルシステムの新しい実装
• オープン NAND フラッシュ インターフェース ワーキング グループ

• http://www.yaffs.net/yaffs-history

• 公式サイト
• 初のNAND専用フラッシュファイルシステムYAFFSのご紹介
• Unyaffs: YAFFS2 イメージを解凍するシンプルなプログラム。
• yaffs2utils: Linux 上で YAFFS2 イメージを作成/抽出するためのユーティリティ。