嵌入式linux系統(tǒng)中常用的文件系統(tǒng)課件

嵌入式linux系統(tǒng)中常用的文件系統(tǒng)嵌入式linux系統(tǒng)中常用的文件系統(tǒng)1嵌入式文件系統(tǒng)：Ext2/Ext3RomfsRamdiskCramfsJffs/jffs2TmpfsYaffs用戶可以根據(jù)可靠性、健壯性和增強(qiáng)的功能的需求來選擇文件系統(tǒng)的類型。嵌入式文件系統(tǒng)：要求文件系統(tǒng)在頻繁的文件操作（例如，新建，刪除，截?cái)啵┫履軌虮３州^高的讀寫性能，要求低碎片化。Linux下的日志文件系統(tǒng)（XFS,ReiserFS,Ext3等）能保持?jǐn)?shù)據(jù)的完整性，但消耗過多系統(tǒng)資源的弱點(diǎn)使之不能成為嵌入式系統(tǒng)中的主流應(yīng)用。并且這些都是專門為硬盤這類的存儲(chǔ)設(shè)備優(yōu)化，對(duì)于flash這類的存儲(chǔ)介質(zhì)并不適用。因?yàn)楝F(xiàn)有的嵌入式文件系統(tǒng)的碎片化的問題，大部分的嵌入式設(shè)備只給用戶提供了只讀文件系統(tǒng)，給用戶帶來不便。嵌入式文件系統(tǒng)的載體是以Flash為主的存儲(chǔ)介質(zhì)，所以為了延長Flash的使用壽命，應(yīng)該盡量減少對(duì)Flash的寫入操作。文件系統(tǒng)采用DirectI/O的話，使I/O效率明顯降低，增加了寫入次數(shù)；但采用延時(shí)寫的話，雖然能夠降低碎片問題，如果加入日志系統(tǒng)的話，有不能保證數(shù)據(jù)的安全性。這是一個(gè)矛盾。Linux對(duì)文件系統(tǒng)的要求：要求文件系統(tǒng)在頻繁的文件操作（例如，新建，刪除，截?cái)啵┫履軌蜷W存類通常使用以下幾種文件系統(tǒng)：CRAMFS、RAMFS、JFFS2、yaffs，有時(shí)也用EXT2，不過其效果欠佳。閃存類通常使用以下幾種文件系統(tǒng)：CRAMFS、RAMFS、J第二版擴(kuò)展文件系統(tǒng)（Ext2fs）Ext2fs是Linux事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)文件系統(tǒng)，它已經(jīng)取代了它的前任—擴(kuò)展文件系統(tǒng)（或Extfs）。Extfs支持的文件大小最大為2GB，支持的最大文件名稱大小為255個(gè)字符—而且它不支持索引節(jié)點(diǎn)（包括數(shù)據(jù)修改時(shí)間標(biāo)記）。第二版擴(kuò)展文件系統(tǒng)（Ext2fs）Ext2fs是Linu它的優(yōu)點(diǎn)是：

Ext2fs支持達(dá)4TB的內(nèi)存。

Ext2fs文件名稱最長可以到1012個(gè)字符。

當(dāng)創(chuàng)建文件系統(tǒng)時(shí)，管理員可以選擇邏輯塊的大小（通常大小可選擇1024、2048和4096字節(jié)）。

Ext2fs了實(shí)現(xiàn)快速符號(hào)鏈接：不需要為此目的而分配數(shù)據(jù)塊，并且將目標(biāo)名稱直接存儲(chǔ)在索引節(jié)點(diǎn)（inode）表中。這使性能有所提高，特別是在速度上。

它的優(yōu)點(diǎn)是：

Ext2fs支持達(dá)4TB的內(nèi)存。

ERamdisk文件系統(tǒng)Ramdisk是通過將計(jì)算機(jī)的RAM用作設(shè)備來創(chuàng)建和掛裝文件系統(tǒng)的一種機(jī)制，它通常用于無盤系統(tǒng)（當(dāng)然包括微型嵌入式設(shè)備，它只包含作為永久存儲(chǔ)媒質(zhì)的閃存芯片）。用Ramdisk掛裝Ext2fs

通過使用Ramdisk的概念，可以在嵌入式設(shè)備中創(chuàng)建并掛裝Ext2文件系統(tǒng)（以及用于這一目的的任何文件系統(tǒng)）。

Ramdisk文件系統(tǒng)Ramdisk是通過將計(jì)算機(jī)的RARomFS文件系統(tǒng)uClinux系統(tǒng)多采用Romfs文件系統(tǒng)，Romfs是一種相對(duì)簡單、占用空間較少的文件系統(tǒng)。空間的節(jié)約來自于兩個(gè)方面：首先內(nèi)核支持Romfs文件系統(tǒng)比支持ext2文件系統(tǒng)需要更少的代碼；其次romfs文件系統(tǒng)相對(duì)簡單，在建立文件系統(tǒng)超級(jí)塊（Superblock）需要更少的存儲(chǔ)空間。Romfs是只讀的文件系統(tǒng)，禁止寫操作，因此系統(tǒng)同時(shí)需要虛擬盤（RAMDISK）支持臨時(shí)文件和數(shù)據(jù)文件的存儲(chǔ)。

只讀文件系統(tǒng)，可以放在ROM空間，也可以在系統(tǒng)的RAM中，嵌入式linux中常用來作根文件系統(tǒng)。RomFS文件系統(tǒng)uClinux系統(tǒng)多采用Romfs文件系統(tǒng)CRAMFS文件系統(tǒng)CRAMFS中的數(shù)據(jù)已被壓縮，屬于只讀性文件系統(tǒng)，不能在閃存中修改。用戶想獲取數(shù)據(jù)時(shí)，CRAMFS先把數(shù)據(jù)送到RAM中，用戶從RAM中讀取。一般CRAMFS的上層為RAMFS文件系統(tǒng)，經(jīng)修改過的文件都保存在RAM中。RAMFS和CRAMFS結(jié)合的缺陷在于，一旦出現(xiàn)掉電等特殊情況，保存在RAMFS中的修改數(shù)據(jù)將全部丟失。CRAMFS文件系統(tǒng)CRAMFS中的數(shù)據(jù)已被壓縮，屬于只讀性為此Linux采用了新的文件系統(tǒng)-JFFS2，它允許在閃存中直接進(jìn)行修改，在掉電時(shí)會(huì)自動(dòng)保存數(shù)據(jù)。JFFS2的數(shù)據(jù)壓縮方式和CRAMFS一樣，其數(shù)據(jù)可存放在全部的閃存區(qū)域中，數(shù)據(jù)的寫入和刪除分布在很大一片區(qū)域中以防止同樣的塊會(huì)被重復(fù)使用。為此Linux采用了新的文件系統(tǒng)-JFFS2，它允許在閃存中MTD設(shè)備與JFFS文件系統(tǒng)JFFS2是比較常用的嵌入式日志文件系統(tǒng)。JFFS2因?yàn)橛幸韵逻@些優(yōu)點(diǎn)而在無盤嵌入式設(shè)備中越來越受歡迎：JFFS2在扇區(qū)級(jí)別上執(zhí)行閃存擦除／寫／讀操作要比Ext2文件系統(tǒng)好。JFFS2提供了比Ext2fs更好的崩潰／掉電安全保護(hù)。當(dāng)需要更改少量數(shù)據(jù)時(shí)，Ext2文件系統(tǒng)將整個(gè)扇區(qū)復(fù)制到內(nèi)存（DRAM）中，在內(nèi)存中合并新數(shù)據(jù)，并寫回整個(gè)扇區(qū)。這意味著為了更改單個(gè)字，必須對(duì)整個(gè)扇區(qū)（64KB）執(zhí)行讀／擦除／寫例程―這樣做的效率非常低。要是運(yùn)氣差，當(dāng)正在DRAM中合并數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)生了電源故障或其它事故，那么將丟失整個(gè)數(shù)據(jù)集合，因?yàn)樵趯?shù)據(jù)讀入DRAM后就擦除了閃存扇區(qū)。JFFS2附加文件而是重寫整個(gè)扇區(qū)，并且具有崩潰／掉電安全保護(hù)這一功能。MTD設(shè)備與JFFS文件系統(tǒng)JFFS2是比較常用的嵌入式日志MTD設(shè)備與JFFS文件系統(tǒng)這可能是最重要的一點(diǎn)：JFFS2是專門為象閃存芯片那樣的嵌入式設(shè)備創(chuàng)建的，所以它的整個(gè)設(shè)計(jì)提供了更好的閃存管理。除了JFFS2之外，另外一種的嵌入式文件系統(tǒng)的選擇是YAFFS2。MTD設(shè)備與JFFS文件系統(tǒng)這可能是最重要的一點(diǎn)：JFFS2Yaffs與jffs2文件系統(tǒng)比較Nand上yaffs文件系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

?專門為Nandflash設(shè)計(jì)的日志文件系統(tǒng)，提供磨損平衡和調(diào)電恢復(fù)的魯棒性。Yaffs將文件組織成固定大?。?12B）的數(shù)據(jù)段，在進(jìn)行文件修改時(shí)，總是先寫入新的數(shù)據(jù)塊，然后將舊的的數(shù)據(jù)塊從文件中刪除。jffs／jffs2文件系統(tǒng)的缺點(diǎn)：?不適合大容量的Nandflash?jffs的日志通過jffs_node建立在RAM中，占用RAM空間：對(duì)于128MB的Nand大概需要4MB的空間來維護(hù)節(jié)點(diǎn)?啟動(dòng)的時(shí)候需要掃描日志節(jié)點(diǎn)，不適合大容量的Nandflash?FAT系統(tǒng)沒有日志

Yaffs與jffs2文件系統(tǒng)比較Nand上yaffs文件系嵌入式linux系統(tǒng)中常用的文件系統(tǒng)課件嵌入式linux系統(tǒng)中常用的文件系統(tǒng)課件嵌入式linux系統(tǒng)中常用的文件系統(tǒng)課件嵌入式linux系統(tǒng)中常用的文件系統(tǒng)課件嵌入式linux系統(tǒng)中常用的文件系統(tǒng)課件嵌入式linux系統(tǒng)中常用的文件系統(tǒng)課件tmpfs文件系統(tǒng)當(dāng)Linux運(yùn)行于嵌入式設(shè)備上時(shí)，設(shè)備就成為功能齊全的單元，許多守護(hù)進(jìn)程會(huì)在后臺(tái)運(yùn)行并生成許多日志消息。另外，所有內(nèi)核日志記錄機(jī)制，象syslogd、dmesg和klogd，會(huì)在/var和/tmp目錄下生成許多消息。由于這些進(jìn)程產(chǎn)生了大量數(shù)據(jù)，所以允許將所有這些寫操作都發(fā)生在閃存是不可取的。由于在重新引導(dǎo)時(shí)這些消息不需要持久存儲(chǔ)，所以這個(gè)問題的解決方案是使用tmpfs。tmpfs文件系統(tǒng)當(dāng)Linux運(yùn)行于嵌入式設(shè)備上時(shí)，設(shè)tmpfs是基于內(nèi)存的文件系統(tǒng)，它主要用于減少對(duì)系統(tǒng)的不必要的閃存寫操作這一唯一目的。因?yàn)閠mpfs駐留在RAM中，所以寫／讀／擦除的操作發(fā)生在RAM中而不是在閃存中。因此，日志消息寫入RAM而不是閃存中，在重新引導(dǎo)時(shí)不會(huì)保留它們。tmpfs還使用磁盤交換空間來存儲(chǔ)，并且當(dāng)為存儲(chǔ)文件而請(qǐng)求頁面時(shí)，使用虛擬內(nèi)存（VM）子系統(tǒng)。

tmpfs是基于內(nèi)存的文件系統(tǒng)，它主要用于減少對(duì)系統(tǒng)的不必tmpfs的優(yōu)點(diǎn)包括：

a)動(dòng)態(tài)文件系統(tǒng)大小—文件系統(tǒng)大小可以根據(jù)被復(fù)制、創(chuàng)建或刪除的文件或目錄的數(shù)量來縮放。使得能夠最理想地使用內(nèi)存。

b)速度—因?yàn)閠mpfs駐留在RAM，所以讀和寫幾乎都是瞬時(shí)的。即使以交換的形式存儲(chǔ)文件，I/O操作的速度仍非?？臁?/p>

tmpfs的一個(gè)缺點(diǎn)是當(dāng)系統(tǒng)重新引導(dǎo)時(shí)會(huì)丟失所有數(shù)據(jù)。因此，重要的數(shù)據(jù)不能存儲(chǔ)在tmpfs上。tmpfs的優(yōu)點(diǎn)包括：

a)動(dòng)態(tài)文件系統(tǒng)大小—文件嵌入式linux系統(tǒng)中常用的文件系統(tǒng)嵌入式linux系統(tǒng)中常用的文件系統(tǒng)23嵌入式文件系統(tǒng)：Ext2/Ext3RomfsRamdiskCramfsJffs/jffs2TmpfsYaffs用戶可以根據(jù)可靠性、健壯性和增強(qiáng)的功能的需求來選擇文件系統(tǒng)的類型。嵌入式文件系統(tǒng)：要求文件系統(tǒng)在頻繁的文件操作（例如，新建，刪除，截?cái)啵┫履軌虮３州^高的讀寫性能，要求低碎片化。Linux下的日志文件系統(tǒng)（XFS,ReiserFS,Ext3等）能保持?jǐn)?shù)據(jù)的完整性，但消耗過多系統(tǒng)資源的弱點(diǎn)使之不能成為嵌入式系統(tǒng)中的主流應(yīng)用。并且這些都是專門為硬盤這類的存儲(chǔ)設(shè)備優(yōu)化，對(duì)于flash這類的存儲(chǔ)介質(zhì)并不適用。因?yàn)楝F(xiàn)有的嵌入式文件系統(tǒng)的碎片化的問題，大部分的嵌入式設(shè)備只給用戶提供了只讀文件系統(tǒng)，給用戶帶來不便。嵌入式文件系統(tǒng)的載體是以Flash為主的存儲(chǔ)介質(zhì)，所以為了延長Flash的使用壽命，應(yīng)該盡量減少對(duì)Flash的寫入操作。文件系統(tǒng)采用DirectI/O的話，使I/O效率明顯降低，增加了寫入次數(shù)；但采用延時(shí)寫的話，雖然能夠降低碎片問題，如果加入日志系統(tǒng)的話，有不能保證數(shù)據(jù)的安全性。這是一個(gè)矛盾。Linux對(duì)文件系統(tǒng)的要求：要求文件系統(tǒng)在頻繁的文件操作（例如，新建，刪除，截?cái)啵┫履軌蜷W存類通常使用以下幾種文件系統(tǒng)：CRAMFS、RAMFS、JFFS2、yaffs，有時(shí)也用EXT2，不過其效果欠佳。閃存類通常使用以下幾種文件系統(tǒng)：CRAMFS、RAMFS、J第二版擴(kuò)展文件系統(tǒng)（Ext2fs）Ext2fs是Linux事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)文件系統(tǒng)，它已經(jīng)取代了它的前任—擴(kuò)展文件系統(tǒng)（或Extfs）。Extfs支持的文件大小最大為2GB，支持的最大文件名稱大小為255個(gè)字符—而且它不支持索引節(jié)點(diǎn)（包括數(shù)據(jù)修改時(shí)間標(biāo)記）。第二版擴(kuò)展文件系統(tǒng)（Ext2fs）Ext2fs是Linu它的優(yōu)點(diǎn)是：

Ext2fs支持達(dá)4TB的內(nèi)存。

Ext2fs文件名稱最長可以到1012個(gè)字符。

當(dāng)創(chuàng)建文件系統(tǒng)時(shí)，管理員可以選擇邏輯塊的大?。ㄍǔ４笮】蛇x擇1024、2048和4096字節(jié)）。

Ext2fs了實(shí)現(xiàn)快速符號(hào)鏈接：不需要為此目的而分配數(shù)據(jù)塊，并且將目標(biāo)名稱直接存儲(chǔ)在索引節(jié)點(diǎn)（inode）表中。這使性能有所提高，特別是在速度上。

它的優(yōu)點(diǎn)是：

Ext2fs支持達(dá)4TB的內(nèi)存。

ERamdisk文件系統(tǒng)Ramdisk是通過將計(jì)算機(jī)的RAM用作設(shè)備來創(chuàng)建和掛裝文件系統(tǒng)的一種機(jī)制，它通常用于無盤系統(tǒng)（當(dāng)然包括微型嵌入式設(shè)備，它只包含作為永久存儲(chǔ)媒質(zhì)的閃存芯片）。用Ramdisk掛裝Ext2fs

通過使用Ramdisk的概念，可以在嵌入式設(shè)備中創(chuàng)建并掛裝Ext2文件系統(tǒng)（以及用于這一目的的任何文件系統(tǒng)）。

Ramdisk文件系統(tǒng)Ramdisk是通過將計(jì)算機(jī)的RARomFS文件系統(tǒng)uClinux系統(tǒng)多采用Romfs文件系統(tǒng)，Romfs是一種相對(duì)簡單、占用空間較少的文件系統(tǒng)?？臻g的節(jié)約來自于兩個(gè)方面：首先內(nèi)核支持Romfs文件系統(tǒng)比支持ext2文件系統(tǒng)需要更少的代碼；其次romfs文件系統(tǒng)相對(duì)簡單，在建立文件系統(tǒng)超級(jí)塊（Superblock）需要更少的存儲(chǔ)空間。Romfs是只讀的文件系統(tǒng)，禁止寫操作，因此系統(tǒng)同時(shí)需要虛擬盤（RAMDISK）支持臨時(shí)文件和數(shù)據(jù)文件的存儲(chǔ)。

只讀文件系統(tǒng)，可以放在ROM空間，也可以在系統(tǒng)的RAM中，嵌入式linux中常用來作根文件系統(tǒng)。RomFS文件系統(tǒng)uClinux系統(tǒng)多采用Romfs文件系統(tǒng)CRAMFS文件系統(tǒng)CRAMFS中的數(shù)據(jù)已被壓縮，屬于只讀性文件系統(tǒng)，不能在閃存中修改。用戶想獲取數(shù)據(jù)時(shí)，CRAMFS先把數(shù)據(jù)送到RAM中，用戶從RAM中讀取。一般CRAMFS的上層為RAMFS文件系統(tǒng)，經(jīng)修改過的文件都保存在RAM中。RAMFS和CRAMFS結(jié)合的缺陷在于，一旦出現(xiàn)掉電等特殊情況，保存在RAMFS中的修改數(shù)據(jù)將全部丟失。CRAMFS文件系統(tǒng)CRAMFS中的數(shù)據(jù)已被壓縮，屬于只讀性為此Linux采用了新的文件系統(tǒng)-JFFS2，它允許在閃存中直接進(jìn)行修改，在掉電時(shí)會(huì)自動(dòng)保存數(shù)據(jù)。JFFS2的數(shù)據(jù)壓縮方式和CRAMFS一樣，其數(shù)據(jù)可存放在全部的閃存區(qū)域中，數(shù)據(jù)的寫入和刪除分布在很大一片區(qū)域中以防止同樣的塊會(huì)被重復(fù)使用。為此Linux采用了新的文件系統(tǒng)-JFFS2，它允許在閃存中MTD設(shè)備與JFFS文件系統(tǒng)JFFS2是比較常用的嵌入式日志文件系統(tǒng)。JFFS2因?yàn)橛幸韵逻@些優(yōu)點(diǎn)而在無盤嵌入式設(shè)備中越來越受歡迎：JFFS2在扇區(qū)級(jí)別上執(zhí)行閃存擦除／寫／讀操作要比Ext2文件系統(tǒng)好。JFFS2提供了比Ext2fs更好的崩潰／掉電安全保護(hù)。當(dāng)需要更改少量數(shù)據(jù)時(shí)，Ext2文件系統(tǒng)將整個(gè)扇區(qū)復(fù)制到內(nèi)存（DRAM）中，在內(nèi)存中合并新數(shù)據(jù)，并寫回整個(gè)扇區(qū)。這意味著為了更改單個(gè)字，必須對(duì)整個(gè)扇區(qū)（64KB）執(zhí)行讀／擦除／寫例程―這樣做的效率非常低。要是運(yùn)氣差，當(dāng)正在DRAM中合并數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)生了電源故障或其它事故，那么將丟失整個(gè)數(shù)據(jù)集合，因?yàn)樵趯?shù)據(jù)讀入DRAM后就擦除了閃存扇區(qū)。JFFS2附加文件而是重寫整個(gè)扇區(qū)，并且具有崩潰／掉電安全保護(hù)這一功能。MTD設(shè)備與JFFS文件系統(tǒng)JFFS2是比較常用的嵌入式日志MTD設(shè)備與JFFS文件系統(tǒng)這可能是最重要的一點(diǎn)：JFFS2是專門為象閃存芯片那樣的嵌入式設(shè)備創(chuàng)建的，所以它的整個(gè)設(shè)計(jì)提供了更好的閃存管理。除了JFFS2之外，另外一種的嵌入式文件系統(tǒng)的選擇是YAFFS2。MTD設(shè)備與JFFS文件系統(tǒng)這可能是最重要的一點(diǎn)：JFFS2Yaffs與jffs2文件系統(tǒng)比較Nand上yaffs文件系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

?專門為Nandflash設(shè)計(jì)的日志文件系統(tǒng)，提供磨損平衡和調(diào)電恢復(fù)的魯棒性。Yaffs將文件組織成固定大?。?12B）的數(shù)據(jù)段，在進(jìn)行文件修改時(shí)，總是先寫入新的數(shù)據(jù)塊，然后將舊的的數(shù)據(jù)塊從文件中刪除。jffs／jffs2文件系統(tǒng)的缺點(diǎn)：?不適合大容量的Nandflash?jffs的日志通過jffs_node建立在RAM中，占用RAM空間：對(duì)于128MB的Nand大概需要4MB的空間來維護(hù)節(jié)點(diǎn)?啟動(dòng)的時(shí)候需要掃描日志節(jié)點(diǎn)，不適合大容量的Nandflash?FAT系統(tǒng)沒有日志

Yaffs與jffs2文件系統(tǒng)比較Nand上yaffs文件系嵌入式linux系統(tǒng)中常用的文件系統(tǒng)課件嵌入式linux系統(tǒng)中常用的文件系統(tǒng)課件嵌入式linux系統(tǒng)中常用的文件系統(tǒng)課件嵌入式linux系統(tǒng)中常用的文件系統(tǒng)課件嵌入式