Documentation/filesystems/ubifs.rst

   1 .. SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2
   3 ===============
   4 UBI File System
   5 ===============
   6
   7 Introduction
   8 ============
   9
  10 UBIFS file-system stands for UBI File System. UBI stands for "Unsorted
  11 Block Images". UBIFS is a flash file system, which means it is designed
  12 to work with flash devices. It is important to understand, that UBIFS
  13 is completely different to any traditional file-system in Linux, like
  14 Ext2, XFS, JFS, etc. UBIFS represents a separate class of file-systems
  15 which work with MTD devices, not block devices. The other Linux
  16 file-system of this class is JFFS2.
  17
  18 To make it more clear, here is a small comparison of MTD devices and
  19 block devices.
  20
  21 1 MTD devices represent flash devices and they consist of eraseblocks of
  22   rather large size, typically about 128KiB. Block devices consist of
  23   small blocks, typically 512 bytes.
  24 2 MTD devices support 3 main operations - read from some offset within an
  25   eraseblock, write to some offset within an eraseblock, and erase a whole
  26   eraseblock. Block  devices support 2 main operations - read a whole
  27   block and write a whole block.
  28 3 The whole eraseblock has to be erased before it becomes possible to
  29   re-write its contents. Blocks may be just re-written.
  30 4 Eraseblocks become worn out after some number of erase cycles -
  31   typically 100K-1G for SLC NAND and NOR flashes, and 1K-10K for MLC
  32   NAND flashes. Blocks do not have the wear-out property.
  33 5 Eraseblocks may become bad (only on NAND flashes) and software should
  34   deal with this. Blocks on hard drives typically do not become bad,
  35   because hardware has mechanisms to substitute bad blocks, at least in
  36   modern LBA disks.
  37
  38 It should be quite obvious why UBIFS is very different to traditional
  39 file-systems.
  40
  41 UBIFS works on top of UBI. UBI is a separate software layer which may be
  42 found in drivers/mtd/ubi. UBI is basically a volume management and
  43 wear-leveling layer. It provides so called UBI volumes which is a higher
  44 level abstraction than a MTD device. The programming model of UBI devices
  45 is very similar to MTD devices - they still consist of large eraseblocks,
  46 they have read/write/erase operations, but UBI devices are devoid of
  47 limitations like wear and bad blocks (items 4 and 5 in the above list).
  48
  49 In a sense, UBIFS is a next generation of JFFS2 file-system, but it is
  50 very different and incompatible to JFFS2. The following are the main
  51 differences.
  52
  53 * JFFS2 works on top of MTD devices, UBIFS depends on UBI and works on
  54   top of UBI volumes.
  55 * JFFS2 does not have on-media index and has to build it while mounting,
  56   which requires full media scan. UBIFS maintains the FS indexing
  57   information on the flash media and does not require full media scan,
  58   so it mounts many times faster than JFFS2.
  59 * JFFS2 is a write-through file-system, while UBIFS supports write-back,
  60   which makes UBIFS much faster on writes.
  61
  62 Similarly to JFFS2, UBIFS supports on-the-fly compression which makes
  63 it possible to fit quite a lot of data to the flash.
  64
  65 Similarly to JFFS2, UBIFS is tolerant of unclean reboots and power-cuts.
  66 It does not need stuff like fsck.ext2. UBIFS automatically replays its
  67 journal and recovers from crashes, ensuring that the on-flash data
  68 structures are consistent.
  69
  70 UBIFS scales logarithmically (most of the data structures it uses are
  71 trees), so the mount time and memory consumption do not linearly depend
  72 on the flash size, like in case of JFFS2. This is because UBIFS
  73 maintains the FS index on the flash media. However, UBIFS depends on
  74 UBI, which scales linearly. So overall UBI/UBIFS stack scales linearly.
  75 Nevertheless, UBI/UBIFS scales considerably better than JFFS2.
  76
  77 The authors of UBIFS believe, that it is possible to develop UBI2 which
  78 would scale logarithmically as well. UBI2 would support the same API as UBI,
  79 but it would be binary incompatible to UBI. So UBIFS would not need to be
  80 changed to use UBI2
  81
  82
  83 Mount options
  84 =============
  85
  86 (*) == default.
  87
  88 ====================    =======================================================
  89 bulk_read               read more in one go to take advantage of flash
  90                         media that read faster sequentially
  91 no_bulk_read (*)        do not bulk-read
  92 no_chk_data_crc (*)     skip checking of CRCs on data nodes in order to
  93                         improve read performance. Use this option only
  94                         if the flash media is highly reliable. The effect
  95                         of this option is that corruption of the contents
  96                         of a file can go unnoticed.
  97 chk_data_crc            do not skip checking CRCs on data nodes
  98 compr=none              override default compressor and set it to "none"
  99 compr=lzo               override default compressor and set it to "lzo"
 100 compr=zlib              override default compressor and set it to "zlib"
 101 auth_key=               specify the key used for authenticating the filesystem.
 102                         Passing this option makes authentication mandatory.
 103                         The passed key must be present in the kernel keyring
 104                         and must be of type 'logon'
 105 auth_hash_name=         The hash algorithm used for authentication. Used for
 106                         both hashing and for creating HMACs. Typical values
 107                         include "sha256" or "sha512"
 108 ====================    =======================================================
 109
 110
 111 Quick usage instructions
 112 ========================
 113
 114 The UBI volume to mount is specified using "ubiX_Y" or "ubiX:NAME" syntax,
 115 where "X" is UBI device number, "Y" is UBI volume number, and "NAME" is
 116 UBI volume name.
 117
 118 Mount volume 0 on UBI device 0 to /mnt/ubifs::
 119
 120     $ mount -t ubifs ubi0_0 /mnt/ubifs
 121
 122 Mount "rootfs" volume of UBI device 0 to /mnt/ubifs ("rootfs" is volume
 123 name)::
 124
 125     $ mount -t ubifs ubi0:rootfs /mnt/ubifs
 126
 127 The following is an example of the kernel boot arguments to attach mtd0
 128 to UBI and mount volume "rootfs":
 129 ubi.mtd=0 root=ubi0:rootfs rootfstype=ubifs
 130
 131 References
 132 ==========
 133
 134 UBIFS documentation and FAQ/HOWTO at the MTD web site:
 135
 136 - http://www.linux-mtd.infradead.org/doc/ubifs.html
 137 - http://www.linux-mtd.infradead.org/faq/ubifs.html