第章嵌入式Linux根文件系統(tǒng)及其制作

第5章嵌入式Linux根文件系統(tǒng)及其制作

目錄

Linux文件系統(tǒng)簡介1使用BusyBox制作命令工具集2使用BusyBox制作命令工具集3使用BusyBox生成并移植pax270-s根文件系統(tǒng)4Linux文件系統(tǒng)簡介在Unix業(yè)界有一句話叫做“一切皆文件”，這是對Linux文件系統(tǒng)的一個很好抽象。我們說“Linux中一切皆文件”直觀地可以這樣理解：所有的東西，設備、內(nèi)存都模擬成文件。而Windows中，我們則可以極端地認為“一切皆設備”Linux文件的描述節(jié)點目錄鏈接(目的：實現(xiàn)文件的共享)軟鏈接 硬鏈接硬鏈接file1file2file3file4file5file6file7directoryafile-8file1file9file10file11file12file13directorybdisk軟鏈接file1file2file3file4file5file6file7directoryafile-8file1file9file10file11file12file13directorybdisk硬鏈接

硬鏈接指向文件的i節(jié)點。用ln命令就可以創(chuàng)建一個硬鏈接。例如，執(zhí)行l(wèi)naddaddlink命令就建立一個add文件的硬鏈接addlink文件。在下面的例子中可以看到add和addlink文件有相同的i節(jié)點或索引號（297731）；有相同的文件創(chuàng)建日期和時間（1月9日，22:20）；有相同的文件大?。?38字節(jié)）。

#ls–liadd*

297731-rw-r--r--2rootroot1381月922:20add

297731-rw-r--r--2rootroot1381月922:20addlink

軟鏈接

軟鏈接是與要鏈接文件或目錄的路徑鏈接，而不是與i節(jié)點鏈接；因此，軟鏈接只是指向i節(jié)點號?？梢杂胠n–s命令創(chuàng)建一個軟鏈接。例如，執(zhí)行l(wèi)n–saddsoftlink命令就建立一個add文件的軟鏈接softlink文件。在下面的例子中可以看到add和softlink文件有不同的i節(jié)點或索引號（分別為297731和297777）；有不同的文件創(chuàng)建日期和時間（分別為1月9日，22:20和2月28日，20:41）；有不同的文件大?。ǚ謩e為138和3字節(jié)）。

#ls–liaddsoftlink

297731-rw-r--r--2rootroot1381月922:20add

297777lrwxrwxrwx1rootroot32月2820:41softlink->add

對于采用硬鏈接方式，要對被鏈接的文件進行特殊管理，以免它被刪除時引發(fā)系統(tǒng)錯誤。對Linux系統(tǒng)而言，系統(tǒng)為每個文件設有鏈接計數(shù)器。當指向一個文件的新鏈接建立時，該鏈接計數(shù)器加1；當一個文件鏈接被從目錄中刪除時，該鏈接計數(shù)器減1，如果鏈接計數(shù)器的值為0，則該文件所占據(jù)的空間被釋放。

文件類型我們把Linux下的文件分成5種文件類型：c字符設備b塊設備l連接f普通文件d目錄文件類型字段1：文件種類和權限

字段2：硬鏈接個數(shù)。字段3：文件所有者。字段4：所屬群組。字段5：文件或者目錄大小。字段6：最后訪問或修改時間。字段7：文件名或目錄名。設備文件Linux中的設備有2種類型：字符設備(無緩沖且只能順序存取)、塊設備(有緩沖且可以隨機存取)。每個字符設備和塊設備都必須有主、次設備號，主設備號相同的設備是同類設備(使用同一個驅動程序)。這些設備中，有些設備是對實際存在的物理硬件的抽象，而有些設備則是內(nèi)核自身提供的功能(不依賴于特定的物理硬件，又稱為“虛擬設備”)。設備文件一般來說，每個設備在/dev目錄下都有一個對應的文件(設備節(jié)點)。可以通過cat/proc/devices命令查看當前已經(jīng)加載的設備驅動程序的主設備號。在/dev目錄下除了字符設備和塊設備節(jié)點之外還通常還會存在：FIFO管道、Socket、軟/硬連接、目錄。這些東西沒有主/次設備號。API–文件操作系統(tǒng)調(diào)用

Linux操作系統(tǒng)提供了一系列的系統(tǒng)調(diào)用來進行文件操作。

常用的文件操作系統(tǒng)調(diào)用

創(chuàng)建creat

打開open

讀寫read/write

I/O操作ioctl

關閉close

Linux支持的常見的文件系統(tǒng)類型

Linux自身提供的缺省文件系統(tǒng)：ext2fs（一般根文件系統(tǒng)/使用此文件系統(tǒng)）；新增的自身提供的文件系統(tǒng)：ext3fs、ReiserFS、IBMJFS等其它UNIX使用的文件系統(tǒng)：minix,ext,xiafs等DOS/Windows使用的文件系統(tǒng)：FAT-12,FAT-16,FAT-32,VFAT,NTFSCD-ROM:ISO9660NFS（網(wǎng)絡文件系統(tǒng)）；SMBFS（Windows共享文件系統(tǒng)）嵌入式常用的文件系統(tǒng):cramfs,JFFS2/proc（用于內(nèi)核和進程信息）

Linux專用文件系統(tǒng)

Minix是Linux的第一個文件系統(tǒng)，有局限，性能比較差。文件名不能長于14個字符，最大的文件大小是64M字節(jié)在1992年4月引入第一個專為Linux設計的文件系統(tǒng)--擴展文件系統(tǒng)或EXT（ExtendFileSystem）1993年，增加了擴展文件系統(tǒng)第二版，或EXT2虛擬上文件耍系統(tǒng)現(xiàn)在酒的系輸統(tǒng)大異多都迎在系趙統(tǒng)內(nèi)宏核和姑文件恒系統(tǒng)絮之間檢提供乘一個償標準夢的接伸口，晨真實顫的文講件系達統(tǒng)通挺過一朝個接燒口層戴從操睛作系靜統(tǒng)和觸系統(tǒng)驗服務電中分姑離出此來，舍這樣羊不同堂文件眼結構毅之間義的數(shù)飾據(jù)可必以十塵分方挎便地英交換。Li老nu龜x也碌在系掘統(tǒng)內(nèi)禿核和霸文件科系統(tǒng)塑之間隸提供呀了一肌種叫疤做虛旋擬文味件系御統(tǒng)V于FS慨（v廉ir悶tu瓣alfi窮lesy惱st斑em顏）的招標準至接口。VF喉S允許壘Li享nu建x支持陪許多升（通鄭常是嘗不同君的）鎖文件予系統(tǒng)牢，每庭一個慰都向冬VF賠S表現(xiàn)雪一個咱通用類的軟顧件接控口。峰Li打nu朱x文件般系統(tǒng)而的所條有細纖節(jié)都奔通過備軟件勞進行賢轉換航，所傲以所拜有的捉文件壞系統(tǒng)替對于海Li慮nu你x核心茫的其翁余部舅分和往系統(tǒng)歡中運秩行的佛程序欣顯得鞋一樣。虛擬怪文件參系統(tǒng)嵌入電式文匙件系敵統(tǒng)類會型Ra打md婆is經(jīng)k:是將護一部裳分固聰定大料小的鬼內(nèi)存府當作器分區(qū)露來使趕用。疲它并善非一叉?zhèn)€實曠際的望文件遵系統(tǒng)宅，而般是一賴種將集實際滋的文來件系徹統(tǒng)裝耳入內(nèi)桃存的獻機制惱，并飼且可錄以作揉為根捎文件給系統(tǒng)酬。ra并mf看s/蓋tm炊pf忍s肯:是Li敞nu迎s楚To粘rv龜al吵ds開發(fā)弓的一濤種基積于內(nèi)漆存的脾文件宅系統(tǒng)窗，工兵作于數(shù)虛擬驚文件姓系統(tǒng)(V堡FS評)層，舊不能營格式潮化，叨可以井創(chuàng)建炭多個側，在倆創(chuàng)建似時可熱以指首定其雷最大支能使大用的正內(nèi)存臭大小角。實弓際上蜘，VF談S本質件上可雪看成紋一種默內(nèi)存輪文件護系統(tǒng)土，它頌統(tǒng)一儀了文壤件在音內(nèi)核鼻中的偉表示企方式文，并反對磁鎖盤文猴件系怠統(tǒng)進撫行緩新沖。Ra孟mf傾s/嘉tm度pf膛s文件縣系統(tǒng)肅把綠所有絮的文霧件都唉放在RA茫M中，漂所以錫讀/寫操障作發(fā)臟生在RA冬M中，挽可以堤用ra爺mf命s/冊tm功pf哈s來存系儲一惱些臨予時性結或經(jīng)滾常要服修改將的數(shù)兇據(jù)，倉例如/t喪mp和/v侍ar目錄勿，這磁樣既汗避免魂了對Fl命as馳h存儲插器的廊讀寫懼損耗著，也手提高織了數(shù)覆據(jù)讀訴寫速眨度。Ra巡壽mf瞧s/腰tm嫂pf逮s相對賽于傳陵統(tǒng)的Ra紙md今is旬k的不駁同之獲處主唯要在咸于：幣不能差格式近化，常文件巡壽系統(tǒng)凱大小早可隨哀所含牲文件稼內(nèi)容叉大小浸變化駕。1.基于RA腹M的文玻件系賺統(tǒng)基于籮FL侍AS問H的汗文件策系統(tǒng)Fl巡壽as銷h(延閃存液)作史為嵌毛入式測系統(tǒng)匠的主計要存上儲媒環(huán)介，顧有其兇自身質的特潑性。鍬Fl喝as盞h的糠寫入健操作往只能凱把對劍應位叛置的樣1修肝改為撒0，腐而不帆能把慎0修油改為濤1(袋擦除呆Fl頑as防h就趨是把徒對應包存儲吸塊的忘內(nèi)容怕恢復旱為1趕)，喘因此堅，一在般情者況下享，向檔Fl繁as振h寫消入內(nèi)震容時卻，需窩要先改擦除戀對應價的存等儲區(qū)仔間，緊這種鞠擦除肉是以黨塊(容bl暗oc喘k)智為單址位進休行的劉。Fl壞as畏h的釘擦寫祖次數(shù)陜是有概限的爐，N句AN酸D閃木存還踏有特盤殊的教硬件單接口取和讀道寫時碰序。肯因此副，必冷須針再對F木la蝦sh靠的硬木件特葉性設棵計符跌合應正用要捏求的盡文件牙系統(tǒng)逆；傳產(chǎn)統(tǒng)的寇文件必系統(tǒng)象如e伴xt勒2等復，用鹿作F勺la答sh伙的文那件系水統(tǒng)會頂有諸臣多弊痰端。在嵌盒入式江Li罷nu邀x下捷，M前TD洞(M索em孤or爽yT棒ec瘋hn跨ol脾og凈yDe疊vi運ce敢,存糟儲技終術設收備)播為底棟層硬挺件(挺閃存替)和凈上層絡(文今件系角統(tǒng))余之間竭提供摟一個耐統(tǒng)一麗的抽聾象接太口，念即F畜la吹sh背的文串件系魯統(tǒng)都律是基按于MT蠶D驅動敞層的。使哄用MT稅D驅此動程瞎序的跪主要羨優(yōu)點擠在于辦，它已是專蹲門針剝對各逝種非刊易失欠性存乘儲器睬(以紫閃存買為主黑)而育設計妨的，介因而酬它對墻Fl嬌as誓h有因更好粉的支妥持、殺管理講和基悠于扇姻區(qū)的燥擦除累、讀寄/寫綠操作需接口。2.基于Fl焦as挨h的文蓄件系是統(tǒng)嵌入損式文虜件系叔統(tǒng)類暮型2.基于Fl圍as費h的文怖件系案統(tǒng)兩種FL邀AS坑H：NA球ND久F堂LA萬SHNO熟R液FL撫AS磁H(1某)希N延OR的讀兄速度窯比NA宏ND稍快米一些波。(2距)漢N量AN跪D的寫灣入速肯度比NO河R快很敘多。(3作)擇N施AN螞D的擦跪除速竹度遠狐比NO憐R快。(4幸)樸N陰AN攀D的擦享除單霞元更趣小，針相應釣的擦巧除電環(huán)路也買更加閥簡單壯。(5結)拉N陶AN淋D閃存喉中每橡個塊體的最鈴大擦蒸寫次捷數(shù)是一灑百萬煎次，而NO讓R的擦黑寫次固數(shù)是題十萬蜂次。JF闊FS經(jīng)文件舍系統(tǒng)養(yǎng)最早情是由蜓瑞典短Ax堂is毒C箏om御mu贈ni聾ca綁ti澤on輪s公籌司基伐于L種in紙ux維2.林0的癥內(nèi)核終為嵌心入式象系統(tǒng)役開發(fā)熊的文膏件系粗統(tǒng)。月JF與FS概2是食Re光dH文at太公司綱基于戶JF盈FS團開發(fā)冰的閃住存文掌件系度統(tǒng)，甩最初熱是針刺對R院ed嗓Ha袖t公堵司的鉛嵌入堵式產(chǎn)紅品e倆Co量s開播發(fā)的背嵌入井式文洲件系概統(tǒng)，提所以梅JF超F(xiàn)S箏2也尼可以尋用在定Li鳴nu頂x,恐u匯CL端in后ux根中。Jf狹fs敢2:膠日毒志閃歌存文灰件系集統(tǒng)版總本2務(敵Jo言ur坑na高ll秤in梳gF每la纖sh祝F蜓il陽eS閘ys滔te盆mv且2)目前院jf播fs固3正賽在開矮發(fā)中缺。關艇于j塔ff殺s系幣列文丈件系范統(tǒng)的豬使用均詳細醋文檔助，可戀參考潮MT套D補港丁包蛇中m說td女-j吼ff閉s-些HO矛WT螺O.豆tx街t。主要濤用于訴NO泡R型途閃存享，基哥于M繼TD米驅動哥層，縮慧特點泉是：順可讀濁寫的浙、支碰持數(shù)全據(jù)壓嫌縮的攏、基數(shù)于哈沖希表咽的日供志型慌文件牽系統(tǒng)銳，并瞇提供波了崩促潰/衛(wèi)掉電挖安全磨保護井，提慨供“魂寫平教衡”丙支持足等。美缺點顏主要忙是當蒸文件懲系統(tǒng)廁已滿華或接伯近滿午時，黎因為關垃圾朗收集決的關東系而勺使j維ff溉s2帳的運這行速柏度大譜大放傲慢。jf厲fs爽x不逢適合上用于猾NA哈ND妹閃存飼主要砌是因凡為N熟AN熱D閃理存的駁容量約一般螞較大巾，這竹樣導港致j素ff宰s為茅維護雙日志林節(jié)點拘所占終用的階內(nèi)存賀空間欲迅速戲增大浪，另推外，競jf弓fs逗x文果件系腰統(tǒng)在哥掛載降時需君要掃紙描整浙個F咱LA漂SH命的內(nèi)謀容，們以找據(jù)出所習有的色日志龍節(jié)點油，建肯立文勾件結門構，族對于癥大容層量的排NA享ND汪閃存霧會耗被費大位量時果間。嵌入僻式文戲件系男統(tǒng)類殖型2.基于Fl僵as先h的文滲件系盒統(tǒng)：JF岔FS傳/J擠FF杯S2ya膜ff鳥s/許ya閃ff裕s2學是專近為嵌上入式言系統(tǒng)等使用野NA遭ND惑型閃包存而雕設計廚的一脆種日辜志型招文件熊系統(tǒng)婦。與康jf座fs異2相蛇比，警它減陸少了督一些忘功能絡(例掙如不圾支持加數(shù)據(jù)澡壓縮喪)，引所以亂速度李更快總，掛酸載時幸間很塊短，濃對內(nèi)批存的丈占用妙較小糊。另拘外，碎它還赤是跨獎平臺豪的文務件系士統(tǒng)，閣除了導Li研nu爆x和飽eC緞os奴，還飼支持盤Wi甜nC刮E,pS楚OS視和T丑hr念ea鍛dX尊等。ya它ff句s/梅ya可ff倍s2相自帶岡NA電ND黎芯片甜的驅英動，島并且獸為嵌木入式杠系統(tǒng)顏提供奏了直臨接訪款問文懲件系雀統(tǒng)的售AP需I，光用戶槳可以抖不使套用L碧in穴ux倉中的眨MT毒D與鏡VF巖S，領直接束對文少件系竄統(tǒng)操前作。汁當然該，y揪af腿fs箱也可扯與M栽TD治驅動篇程序胸配合濕使用命。ya赤ff射s與佳ya夏ff束s2遍的主懸要區(qū)困別在男于，環(huán)前者障僅支錫持小題頁(竭51胡2興By筒te孤s)讓N灰AN隙D閃來存，秤后者掌則可葬支持德大頁料(2季KB遣)威NA昏ND馳閃存撈。同惠時，裙ya攤ff內(nèi)s2洲在內(nèi)丈存空蕩間占仙用、湊垃圾冒回收與速度凱、讀帆/寫累速度副等方按面均晃有大偶幅提塔升。嵌入并式文尸件系吵統(tǒng)類怕型2.基于Fl飲as輛h的文川件系事統(tǒng):y閃af謎fs籌/y宵af不fs柱2由Li掏nu侵sT位or鎮(zhèn)va薯ld龍s參與霸開發(fā)及的小韻型只懼讀壓壇縮文揪件系編統(tǒng)In直od怕e、文祖件名沃稱和飄目錄臨信息覺不壓嚷縮單個采文件伏最大胳為16滴MB數(shù)據(jù)踐壓縮尋存放適合權不需拘要寫粉、且鏡體積家較大耍的文模件系急統(tǒng)，命如/l取ib裁,/遍op緞t等與JF驕FS爆2相比傅，讀秘取速丈度快壓縮雹率可涼以超漏過50％讀取痕文件因時，翠每次千讀取4k內(nèi)容妨，解墓壓縮犧到ca朱ch衰e中Li好nu懷x內(nèi)核艘已提粗供了攀對cr蒙am霧fs的支朗持，樓只要狐編譯兔時選漢中嵌入苗式文射件系區(qū)統(tǒng)類述型2.基于Fl訴as壟h的文座件系首統(tǒng)：Cr遲am電fs嵌入仆式文苦件系恢統(tǒng)類望型2.基于Fl狠as巧h的文接件系敘統(tǒng)：Ro炎mf宵s傳統(tǒng)初型的Ro語mf臥s文件浸系統(tǒng)依是一棉種簡鹽單的斜、緊歇湊的犁、只追讀的倦文件孝系統(tǒng)輝，不自支持雷動態(tài)埋擦寫汪保存伴，按敵順序幕存放織數(shù)據(jù)渣，因管而支陶持應聞用程劈燕序以XI璃P(飽eX壁ec摸ut篩e代In管P稍la臂ce，片焦內(nèi)運識行)方式烏運行鍵，在姿系統(tǒng)武運行鐵時，猜節(jié)省RA胡M空間鏈。uC瘦li妥nu士x系統(tǒng)藥通常氣采用Ro晃mf蒸s文件毯系統(tǒng)瓶。嵌入性式文帆件系潑統(tǒng)類頭型3.NF唐SNF眉S是由Su默n開發(fā)予并發(fā)號展起章來的愧一項胞在不詠同機奪器、嘩不同晚操作紀系統(tǒng)賣之間作通過觸網(wǎng)絡兵共享語文件扔的技徐術。舊在嵌丟入式Li現(xiàn)nu心x系統(tǒng)挖的開涌發(fā)調(diào)抖試階兔段，幅可以番利用蹤蝶該技夜術在朗主機光上建父立基探于NF黨S的根擊文件離系統(tǒng)電，掛翼載到浙嵌入倚式設營備，加可以鬼很方跌便地枯修改輕根文籮件系太統(tǒ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