Reserved for bad PEB handling：不同NAND大小造成分区可用空间差异

在调试一个UBI设备时，需要调整MTD分区到尽量小。在调试完成后，换另一个型号NAND，挂载分区异常。记录一下定位问题过程。

1 大容量NAND挂载出现异常现象

同样ubifs文件系统镜像，写入同样NAND硬件，但是Reserved Physical Eraseblocks数量不同，进而导致ubifs的可用空间差异，挂载ubifs失败问题定位。

在ubi挂载的时候：

[    2.427796] 000: ubi1: scanning is finished
[    2.444453] 000: ubi1 warning: ubi_eba_init: cannot reserve enough PEBs for bad PEB handling, reserved 35, need 40--实际需要40个，但只有35个可以使用。
[    2.456870] 000: ubi1: attached mtd6 (name "amt", size 14 MiB)
[    2.456906] 000: ubi1: PEB size: 131072 bytes (128 KiB), LEB size: 126976 bytes
[    2.456923] 000: ubi1: min./max. I/O unit sizes: 2048/2048, sub-page size 512
[    2.456936] 000: ubi1: VID header offset: 2048 (aligned 2048), data offset: 4096
[    2.456950] 000: ubi1: good PEBs: 112, bad PEBs: 0, corrupted PEBs: 0
[    2.456963] 000: ubi1: user volume: 1, internal volumes: 1, max. volumes count: 128
[    2.456976] 000: ubi1: max/mean erase counter: 1/0, WL threshold: 4096, image sequence number: 116654442
[    2.456993] 000: ubi1: available PEBs: 0, total reserved PEBs: 112, PEBs reserved for bad PEB handling: 35

经过UBI层消耗掉4+35=39个PEB。

ubifs挂载时：

[    4.609343] 000: UBIFS (ubi1:0): Mounting in unauthenticated mode
[    4.609389] 000: UBIFS error (ubi1:0 pid 60): ubifs_read_superblock: too large journal size (8388608 bytes), only 7872512 bytes available in the main area--由于可用LEB变小，ubifs journal空间不够。
[    4.609435] 000: UBIFS error (ubi1:0 pid 60): ubifs_read_superblock: bad superblock, error 1
[    4.609460] 000:     magic          0x6101831
[    4.609469] 000:     crc            0x4da62286
[    4.609476] 000:     node_type      6 (superblock node)
[    4.609484] 000:     group_type     0 (no node group)
[    4.609493] 000:     sqnum          2084
[    4.609499] 000:     len            4096
[    4.609506] 000:     key_hash       0 (R5)
[    4.609514] 000:     key_fmt        0 (simple)
[    4.609521] 000:     flags          0x4
[    4.609527] 000:     big_lpt        0
[    4.609533] 000:     space_fixup    1
[    4.609539] 000:     min_io_size    2048
[    4.609545] 000:     leb_size       126976
[    4.609552] 000:     leb_cnt        73--当前可用LEB数量。
[    4.609558] 000:     max_leb_cnt    596--最大LEB数量。
[    4.609564] 000:     max_bud_bytes  8388608
[    4.609571] 000:     log_lebs       5
[    4.609576] 000:     lpt_lebs       2
[    4.609582] 000:     orph_lebs      1
[    4.609588] 000:     jhead_cnt      1
[    4.609594] 000:     fanout         8
[    4.609599] 000:     lsave_cnt      256
[    4.609605] 000:     default_compr  1
[    4.609611] 000:     rp_size        0
[    4.609617] 000:     rp_uid         0
[    4.609623] 000:     rp_gid         0
[    4.609628] 000:     fmt_version    4
[    4.609634] 000:     time_gran      1000000000
[    4.609642] 000:     UUID           5090B793-C301-4AE9-83EE-5BAC5B8DF3A5

通过ubinfo查看当前ubi信息：

ubinfo /dev/ubi1
ubi1
Volumes count:                           1
Logical eraseblock size:                 126976 bytes, 124.0 KiB
Total amount of logical eraseblocks:     112 (14221312 bytes, 13.5 MiB)--LEB总数。112-4(UBI管理所需)=108
Amount of available logical eraseblocks: 0 (0 bytes)
Maximum count of volumes                 128
Count of bad physical eraseblocks:       0
Count of reserved physical eraseblocks:  35--预留坏块管理的PEB数量。108-35=73，还剩73个LEB可用。
Current maximum erase counter value:     1
Minimum input/output unit size:          2048 bytes
Character device major/minor:            248:0
Present volumes:                         0

2 问题定位

检查代码发现，即使UBI分区建立在一个MTD分区上，坏块管理预留PEB数量任然是按照总的NAND PEB数量*20/1024。

ubi_init
　　->ubi_attach_mtd_dev
　　　　->max_beb_per1024--此变量表示每1024个PEB中使用多少PEB作为坏块管理。最大是MAX_MTD_UBI_BEB_LIMIT，没有设置则使用默认CONFIG_MTD_UBI_BEB_LIMIT。
　　　　->io_init
　　　　　　->get_bad_peb_limit--根据max_beb_per1024计算UBI需要多少PEB来维护坏块管理。
　　　　　　　　->mtd_get_device_size--获取整个NAND设备的大小。
　　　　　　　　->mtd_div_by_eb--计算整个NAND设备的EB数量，所以这里计算预留的EB数量是根据NAND总的EB数*20/1024。
　　　　->ubi_attach
　　　　　　->ubi_eba_init
　　　　　　　　->ubi_calculate_reserved--计算ubi->beb_rsvs_level数量。
　　　　　　　　->print_rsvd_warning--如果ubi->avail_pebs小于ubi->beb_rsvd_level则打印警告。

所以每一个UBI设备，128MB NAND需要预留20 PEB作为坏块管理；256MB NAND需要预留40个PEB；512MB NAND需要预留80个PEB。

有下面代码可以看出一个UBI设备的浪费空间确实较大：

3. 解决方法

 在MTD分区上做UBI时，需要考虑不同NAND大小的影响：

• 根据《Flash space overhead》描述，每一个NAND UBI分区需要占用4 PEB，另外根据《Reserved blocks for bad block handlong (only for NAND chips)》描述，NAND设备的20/1024作为坏块管理。代价太大，所以尽量少UBI设备，可以多个volume。
• 配置CONFIG_MTD_UBI_BEB_LIMIT，降低预留给坏块管理的PEB比例。
• 增加MTD分区PEB数量，保留足够的坏块管理PEB。