嵌入式文件系統(tǒng)與存儲(chǔ)技術(shù)

2024/1/15Page1第9章嵌入式文件系統(tǒng)與存儲(chǔ)技術(shù)處理文件的操作系統(tǒng)的局部稱(chēng)為文件系統(tǒng)，是操作系統(tǒng)中統(tǒng)一管理信息資源的一種軟件，管理文件的存儲(chǔ)、檢索、更新，提供平安可靠的共享和保護(hù)手段，并且方便用戶(hù)使用。文件系統(tǒng)的功能是進(jìn)行文件的構(gòu)造、命名、存取、保護(hù)等。文件系統(tǒng)的存儲(chǔ)媒質(zhì)可以是磁盤(pán)〔軟盤(pán)、硬盤(pán)〕、光盤(pán)、FLASH〔盤(pán)〕、RAM、ROM、網(wǎng)絡(luò)等。2024/1/15Page2第9章嵌入式文件系統(tǒng)與存儲(chǔ)技術(shù)

嵌入式文件系統(tǒng)的功能和特點(diǎn)9.1Linux常見(jiàn)的文件系統(tǒng)9.2Linux文件結(jié)構(gòu)9.3Flash存儲(chǔ)技術(shù)9.42024/1/15Page3第9章嵌入式文件系統(tǒng)與存儲(chǔ)技術(shù)

本章小結(jié)9.6思考與練習(xí)9.7基于FAT的嵌入式文件系統(tǒng)設(shè)計(jì)9.52024/1/15Page49.1嵌入式文件系統(tǒng)的功能和特點(diǎn)文件系統(tǒng)是一種系統(tǒng)軟件，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，它是操作系統(tǒng)為了存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)，而在存儲(chǔ)器上建立的一些結(jié)構(gòu)的總和。在文件系統(tǒng)與操作系統(tǒng)的關(guān)系上，有些文件系統(tǒng)位于操作系統(tǒng)內(nèi)核，有些作為操作系統(tǒng)的一個(gè)效勞組件。2024/1/15Page59.1嵌入式文件系統(tǒng)的功能和特點(diǎn) 從系統(tǒng)角度來(lái)看，文件系統(tǒng)是對(duì)文件存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)空間進(jìn)行組織、分配和回收，負(fù)責(zé)文件的存儲(chǔ)、檢索、共享和保護(hù)。 從用戶(hù)角度來(lái)看，文件系統(tǒng)主要是實(shí)現(xiàn)“按名取存〞。當(dāng)用戶(hù)要求保存己命名的文件時(shí)，文件系統(tǒng)根據(jù)擬定的格式把文件存放到存儲(chǔ)器適當(dāng)?shù)牡胤?，?dāng)用戶(hù)要使用文件時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)給出的文件名，從文件存儲(chǔ)器中找到所要的文件或文件中某個(gè)記錄。2024/1/15Page69.1嵌入式文件系統(tǒng)的功能和特點(diǎn) 具體來(lái)說(shuō)，文件系統(tǒng)必須提供創(chuàng)立文件、刪除文件、讀文件、寫(xiě)文件等功能的系統(tǒng)調(diào)用為文件操作效勞。 文件的存放通過(guò)目錄完成，所以對(duì)目錄的操作就成了文件系統(tǒng)功能的一局部。而目錄本身也是一種文件，也有相應(yīng)的創(chuàng)立目錄、刪除目錄和層次結(jié)構(gòu)組織系統(tǒng)調(diào)用。2024/1/15Page79.1嵌入式文件系統(tǒng)的功能和特點(diǎn)

在嵌入式系統(tǒng)中，任務(wù)運(yùn)行時(shí)在其任務(wù)堆棧中存放少量信息，但是由于內(nèi)存空間有限，又不適于長(zhǎng)期保存，而且一些公共信息需要獨(dú)立于具體的任務(wù)而存在。所以需要將這些信息存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器上，建立文件系統(tǒng)來(lái)組織和管理。

嵌入式文件系統(tǒng)是指嵌入式系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)文件存取和管理等功能的模塊，它提供一系列文件輸入輸出的管理功能，為嵌入式系統(tǒng)和設(shè)備提供文件系統(tǒng)支持。

2024/1/15Page89.1嵌入式文件系統(tǒng)的功能和特點(diǎn)

嵌入式文件系統(tǒng)除了具有一般文件系統(tǒng)的功能以外，還具有以下的一些特性：1、存儲(chǔ)介質(zhì)的特殊性 嵌入式設(shè)備一般具有體積小、可移動(dòng)等特點(diǎn)，因此其存儲(chǔ)設(shè)備具有一定的特殊性，如存儲(chǔ)量要適中、抗震、易拆卸等。目前常用的設(shè)備如CFcard、SDcard等所用的存儲(chǔ)介質(zhì)都是Flash，對(duì)Flash的存儲(chǔ)操作只能整塊地寫(xiě)入或擦除，因此文件系統(tǒng)需要對(duì)此做專(zhuān)門(mén)的處理。2024/1/15Page99.1嵌入式文件系統(tǒng)的功能和特點(diǎn)2、平安可靠 嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域通常要求系統(tǒng)具有高可靠性，嵌入式文件系統(tǒng)除了實(shí)現(xiàn)一般文件系統(tǒng)的平安性、有效性的標(biāo)準(zhǔn)以外，還提供了基于該標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用程序來(lái)確保文件平安和數(shù)據(jù)有效。3、短中斷等待 嵌入式文件系統(tǒng)對(duì)于設(shè)備中斷采取迅速高效的處理方式，使得緊急情況的實(shí)時(shí)設(shè)備中斷不會(huì)喪失。2024/1/15Page109.1嵌入式文件系統(tǒng)的功能和特點(diǎn)4、多任務(wù)的支持 嵌入式文件系統(tǒng)利用操作系統(tǒng)提供的信號(hào)量機(jī)制，允許多個(gè)任務(wù)同時(shí)翻開(kāi)或讀取同一個(gè)文件，支持多任務(wù)操作。5、支持通用的系統(tǒng)調(diào)用結(jié)構(gòu) 這種結(jié)構(gòu)可以將設(shè)備的操作和界面管理簡(jiǎn)單化，同時(shí)，可以使用這種系統(tǒng)調(diào)用方式驅(qū)動(dòng)任何設(shè)備。2024/1/15Page119.1嵌入式文件系統(tǒng)的功能和特點(diǎn)6、接口的開(kāi)放性和可移植性 嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域中的應(yīng)用環(huán)境多種多樣，文件系統(tǒng)要能夠根據(jù)不同的應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行比較容易的移植。實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和硬件環(huán)境也千差萬(wàn)別，為了適應(yīng)這種差異性，文件系統(tǒng)組件應(yīng)該不依賴(lài)于具體的硬件環(huán)境和操作系統(tǒng)，使其能夠很容易地移植到各種應(yīng)用環(huán)境。2024/1/15Page129.1嵌入式文件系統(tǒng)的功能和特點(diǎn)7、支持多種文件類(lèi)型 為適應(yīng)應(yīng)用環(huán)境的多樣性，嵌入式文件系統(tǒng)應(yīng)該能夠支持多種文件類(lèi)型，包括常規(guī)文件、目錄、設(shè)備文件、符號(hào)連接以及網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)等。

2024/1/15Page139.2Linux常見(jiàn)的文件系統(tǒng)Linux的文件系統(tǒng)和Windows中的文件系統(tǒng)是有很大的區(qū)別的。Windows文件系統(tǒng)是以驅(qū)動(dòng)器的盤(pán)符為根底的，而且每一個(gè)目錄是與相應(yīng)的分區(qū)對(duì)應(yīng)，例如“C:\driver〞是指此文件在C盤(pán)這個(gè)分區(qū)下。 而Linux恰好相反，文件系統(tǒng)是一個(gè)文件樹(shù)，且它的所有文件和外部設(shè)備〔如硬盤(pán)，光驅(qū)等〕都是以文件的形式掛結(jié)在這個(gè)文件樹(shù)上?？傊赪indows下，目錄結(jié)構(gòu)屬于分區(qū)；Linux下，分區(qū)屬于目錄結(jié)構(gòu)。2024/1/15Page149.2Linux常見(jiàn)的文件系統(tǒng) 在Linux中把每一個(gè)分區(qū)和某一個(gè)目錄相對(duì)應(yīng)，以后再對(duì)這個(gè)目錄的操作就是對(duì)這個(gè)分區(qū)的操作，這樣就實(shí)現(xiàn)了硬件管理手段和軟件目錄管理手段的統(tǒng)一，這個(gè)把分區(qū)和目錄對(duì)應(yīng)的過(guò)程叫做掛載〔Mount〕，而這個(gè)掛載在文件樹(shù)中的位置就是掛載點(diǎn)。這種對(duì)應(yīng)關(guān)系可以由用戶(hù)隨時(shí)中斷和改變。 以下是幾種常見(jiàn)的文件系統(tǒng)：2024/1/15Page159.2Linux常見(jiàn)的文件系統(tǒng)1.TFS〔TinyFileSystem) TFS是由原Lucent公司的EdSutter開(kāi)發(fā)的嵌入式系統(tǒng)引導(dǎo)平臺(tái)Umon的一局部。TFS是一種線(xiàn)性結(jié)構(gòu)的文件系統(tǒng)，由多個(gè)存放的文件塊組成。一個(gè)文件塊包含一個(gè)文件的所有信息。 TFS提供了掉電平安機(jī)制和垃圾回收機(jī)制。需要額外的輔助空間，用于垃圾回收時(shí)的文件緩存和過(guò)程狀態(tài)，如果出現(xiàn)終止，系統(tǒng)根據(jù)輔助空間的信息進(jìn)行文件系統(tǒng)的恢復(fù)。缺點(diǎn)是文件的插入、剪切和個(gè)性需要較大的運(yùn)行開(kāi)銷(xiāo)，即使是很小的修改，也要求將整個(gè)文件重寫(xiě)。2024/1/15Page169.2Linux常見(jiàn)的文件系統(tǒng)2.JFFS(JournalingFlashFileSystem〕/JFFS2 2000年，瑞典Axis通信公司開(kāi)發(fā)出JFFS文件系統(tǒng)，2001年初，RedHat公司在此根底上推出了JFFS2文件系統(tǒng)。 該文件系統(tǒng)主要針對(duì)NOR型Flash存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)，提供了掉電平安，平均使用等特性，是基于Linux的，由于遵循GPL開(kāi)放源代碼，易實(shí)現(xiàn)移植，在扇區(qū)級(jí)別上執(zhí)行閃存擦除／寫(xiě)／讀操作功能較好，文件系統(tǒng)接近滿(mǎn)時(shí)，JFFS2會(huì)大大放慢運(yùn)行速度。2024/1/15Page179.2Linux常見(jiàn)的文件系統(tǒng) 在JFFS2中，F(xiàn)lash被分成一個(gè)個(gè)擦寫(xiě)塊。JFFS維護(hù)了幾個(gè)鏈表來(lái)管理擦寫(xiě)塊，根據(jù)擦寫(xiě)塊上內(nèi)容的不同情況，擦寫(xiě)塊會(huì)在不同的鏈表上。回收廢棄的塊時(shí)，以不同的概率對(duì)各個(gè)鏈表上的塊進(jìn)行選擇。用概率的方法很難保證磨損均衡確實(shí)定性。在某些情況下，可能造成對(duì)擦寫(xiě)塊不必要的擦寫(xiě)操作，在某些情況下又會(huì)引起對(duì)磨損均衡調(diào)整的不及時(shí)。2024/1/15Page189.2Linux常見(jiàn)的文件系統(tǒng)3.FAT

FAT(Fileallocationtable)即文件分配表，它反映磁盤(pán)空間當(dāng)前的使用情況，是整個(gè)文件系統(tǒng)的核心。文件在磁盤(pán)的分布情況，是以簇鏈的方式記錄在FAT表中。每個(gè)文件都有自己的存儲(chǔ)簇，可以是連續(xù)的也可以是不連續(xù)的，通過(guò)FAT表來(lái)實(shí)現(xiàn)其完整性。FAT表項(xiàng)的序號(hào)與文件所使用的簇號(hào)有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系： FAT12采用了12位文件分配表； FAT16采用16位字長(zhǎng)的文件分配表； FAT32文件系統(tǒng)是FAT.系列文件系統(tǒng)的最后一個(gè)產(chǎn)品，采用32位的文件分配表。2024/1/15Page199.2Linux常見(jiàn)的文件系統(tǒng)4.Ext3和Ext3 Ext2和Ext3是Linux系統(tǒng)中標(biāo)準(zhǔn)的文件系統(tǒng)，也是迄今為止最為成功的文件系統(tǒng)。其特點(diǎn)為存取文件的性能極好，對(duì)于中小型的文件更顯示出優(yōu)勢(shì)。Ext2文件系統(tǒng)專(zhuān)門(mén)為L(zhǎng)inux設(shè)計(jì)，擁有較快的速度和較小的CPU占有率，其設(shè)計(jì)功能強(qiáng)大、且易于向下兼容，所以新版的文件系統(tǒng)代碼無(wú)需重做己有的文件系統(tǒng)。 Ext2的核心是兩個(gè)內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，即超塊和索引節(jié)點(diǎn)。超塊是一個(gè)包含文件系統(tǒng)重要信息的表格，它是對(duì)文件系統(tǒng)根底性、全局性的描述。 2024/1/15Page209.2Linux常見(jiàn)的文件系統(tǒng) 索引節(jié)點(diǎn)是根本的文件級(jí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，文件系統(tǒng)中的每一個(gè)文件都可以在其中一個(gè)索引節(jié)點(diǎn)找到其描述，文件系統(tǒng)中所有的索引節(jié)點(diǎn)保存在索引節(jié)點(diǎn)表中。 Ext3是Ext2文件系統(tǒng)加上日志支持的下一代版本，和Ext2文件系統(tǒng)在硬盤(pán)布局上是一樣的，差異僅僅是Ext3在硬盤(pán)上多了一個(gè)記錄文件系統(tǒng)日志的Inode。這一結(jié)構(gòu)可以詳細(xì)紀(jì)錄資料寫(xiě)入動(dòng)作的每個(gè)細(xì)節(jié)，假設(shè)某個(gè)過(guò)程中系統(tǒng)發(fā)生中斷，根據(jù)這些記錄可以直接回朔并重整被中斷的局部，而且不需花時(shí)間去檢查。2024/1/15Page219.2Linux常見(jiàn)的文件系統(tǒng)5.swap Linux中一種專(zhuān)門(mén)用于交換分區(qū)的文件系統(tǒng)，Linux使用整個(gè)分區(qū)來(lái)作為交換空間，而不像Windows使用交換文件。一般這個(gè)swap格式的交換分區(qū)的容量大小是主內(nèi)存的2倍。

2024/1/15Page229.2Linux常見(jiàn)的文件系統(tǒng)6.CRAMFS

CRAMFS最初是LinusTorvalds編寫(xiě)的一個(gè)文件系統(tǒng)，具有簡(jiǎn)單、壓縮和只讀等特點(diǎn)。是用于保存只讀的根文件系統(tǒng)內(nèi)容的一個(gè)很好的方案。 CRAMFS主要的優(yōu)點(diǎn)是將文件數(shù)據(jù)以壓縮形式存儲(chǔ)，在需要運(yùn)行的時(shí)候進(jìn)行解壓縮。由于它存儲(chǔ)的文件形式是壓縮的格式，所以文件系統(tǒng)不能直接在Flash上運(yùn)行。雖然這樣可以節(jié)約很多Flash存儲(chǔ)空間，但是文件系統(tǒng)運(yùn)行需要將大量的數(shù)據(jù)拷貝進(jìn)RAM中，造成一定的浪費(fèi)。

2024/1/15Page239.2Linux常見(jiàn)的文件系統(tǒng)7.YAFFS YAFFS是一種和JFFS非常類(lèi)似的Flash文件系統(tǒng)，它是目前唯一專(zhuān)門(mén)針對(duì)NANDFlash設(shè)計(jì)的文件系統(tǒng)。 和JFFS相比，它裁減了一些功能，所以速度更快，對(duì)內(nèi)存的占用更小，此外，YAFFS自帶NANDFlash驅(qū)動(dòng)，為直接訪(fǎng)問(wèn)文件提供了API接口，用戶(hù)可以不使用操作系統(tǒng)接口中的MTD，直接對(duì)文件進(jìn)行操作。9.3Linux文件結(jié)構(gòu)文件在Linux環(huán)境中是相當(dāng)重要的，因?yàn)樗鼈兲峁┝撕?jiǎn)單并一致的接口來(lái)處理系統(tǒng)效勞與設(shè)備，在Linux中，一切都是文件，程序可以像處理普通文件一樣來(lái)使用磁盤(pán)文件、串口、打印機(jī)以及其他的設(shè)備。而目錄也是一類(lèi)特殊的文件，目錄文件的內(nèi)容是該目錄的目錄項(xiàng)，目錄項(xiàng)是該目錄下的文件和目錄的相關(guān)信息。2024/1/15Page259.3Linux文件結(jié)構(gòu)9.3.1Linux文件類(lèi)型

Linux中的文件類(lèi)型與Windows中的文件類(lèi)型有顯著區(qū)別，其中最顯著的區(qū)別在于Linux對(duì)目錄和設(shè)備都當(dāng)作文件來(lái)進(jìn)行處理，這樣就簡(jiǎn)化了對(duì)各種不同類(lèi)型設(shè)備的處理，提高了效率。 Linux中常見(jiàn)的文件類(lèi)型有普通文件、目錄文件、鏈接文件、設(shè)備文件。2024/1/15Page269.3Linux文件結(jié)構(gòu)1.普通文件 普通文件如同Windows中的文件一樣，是用戶(hù)日常使用最多的文件。它包括文本文件、Shell腳本、二進(jìn)制的可執(zhí)行程序和各種類(lèi)型的數(shù)據(jù)。 可以用1s-lh來(lái)查看某個(gè)文件的屬性，第一個(gè)符號(hào)是-，這樣的文件在Linux中就是普通文件。這些文件一般是用一些相關(guān)的應(yīng)用程序創(chuàng)立，比方圖像工具、文檔工具、歸檔工具等。這類(lèi)文件的刪除方式是用rm命令。2024/1/15Page279.3Linux文件結(jié)構(gòu)2.目錄文件 在Linux中，目錄也是文件，它們包含文件名和子目錄名以及指向那些文件和子目錄的指針。目錄文件是Linux中存儲(chǔ)文件名的唯一地方，當(dāng)把文件和目錄對(duì)應(yīng)起來(lái)的時(shí)候，也就是用指針將其鏈接起來(lái)的之后，就構(gòu)成了目錄文件。 Linux系統(tǒng)中的每個(gè)文件都被賦予一個(gè)唯一的數(shù)值，而這個(gè)數(shù)值被稱(chēng)做索引節(jié)點(diǎn)。一個(gè)索引節(jié)點(diǎn)包含文件的所有信息，Linux文件系統(tǒng)把索引節(jié)點(diǎn)號(hào)1賦于根目錄，這也就是Linux的根目錄文件在磁盤(pán)上的地址。Linux通過(guò)上下鏈接目錄文件系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)文件系統(tǒng)的操作。2024/1/15Page289.3Linux文件結(jié)構(gòu)3.鏈接文件 鏈接文件〔軟鏈接〕有些類(lèi)似于Windows中的“快捷方式〞，但是它的功能更為強(qiáng)大。它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同的目錄、文件系統(tǒng)甚至是不同機(jī)器上的文件直接訪(fǎng)問(wèn)，并且不需要重新分配磁盤(pán)空間。2024/1/15Page299.3Linux文件結(jié)構(gòu)4.設(shè)備文件 Linux把設(shè)備都當(dāng)作文件來(lái)進(jìn)行操作，這樣就大大方便了用戶(hù)的使用。在Linux中，與設(shè)備相關(guān)的文件一般都在/dev目錄下，它包括兩種，一種是塊設(shè)備文件，另一種是字符設(shè)備文件。 塊設(shè)備文件是指數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)是以塊〔如由柱面和扇區(qū)編址的塊〕為單位的設(shè)備，最簡(jiǎn)單的如硬盤(pán)〔/dev/hda1〕等。字符設(shè)備主要是指串行端口等接口設(shè)備。2024/1/15Page309.3Linux文件結(jié)構(gòu)9.3.2Linux文件的訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限控制在linux中的每一個(gè)文件或目錄都包含有訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限，這些訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限決定了誰(shuí)能訪(fǎng)問(wèn)和如何訪(fǎng)問(wèn)這些文件和目錄。通過(guò)設(shè)定權(quán)限可以用以下三種訪(fǎng)問(wèn)方式限制訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限：只允許用戶(hù)自己訪(fǎng)問(wèn)；允許一個(gè)預(yù)先指定的用戶(hù)組中的用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)；允許系統(tǒng)中的任何用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)2024/1/15Page319.3Linux文件結(jié)構(gòu) 用戶(hù)能夠控制一個(gè)給定的文件或目錄的訪(fǎng)問(wèn)程度。一個(gè)文件和目錄可能有讀、寫(xiě)及執(zhí)行權(quán)限。 當(dāng)創(chuàng)立一個(gè)文件時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)地賦予文件所有者讀和寫(xiě)的權(quán)限，這樣可以允許所有者能夠顯示文件內(nèi)容和修改文件。文件所有者可以將這些權(quán)限改變?yōu)槿魏嗡胫付ǖ臋?quán)限。 一個(gè)文件也許只有讀權(quán)限，禁止任何修改。文件也可能只有執(zhí)行權(quán)限，允許它想一個(gè)程序一樣執(zhí)行。2024/1/15Page329.3Linux文件結(jié)構(gòu) 三種不同的用戶(hù)類(lèi)型能夠訪(fǎng)問(wèn)一個(gè)目錄或者文件：所有著、用戶(hù)組或其他用戶(hù)。 所有者就是創(chuàng)立文件的用戶(hù)，用戶(hù)是所有用戶(hù)所創(chuàng)立的文件的所有者，用戶(hù)可以允許所在的用戶(hù)組能訪(fǎng)問(wèn)用戶(hù)的文件。 通常，用戶(hù)都組合成用戶(hù)組，例如，某一類(lèi)或某一工程中的所有用戶(hù)都能夠被系統(tǒng)管理員歸為一個(gè)用戶(hù)組，一個(gè)用戶(hù)能夠授予所在用戶(hù)組的其他成員的文件訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限。 最后，用戶(hù)也將自己的文件向系統(tǒng)內(nèi)的所有用戶(hù)開(kāi)放，在這種情況下，系統(tǒng)內(nèi)的所有用戶(hù)都能夠訪(fǎng)問(wèn)用戶(hù)的目錄或文件。在這種意義上，系統(tǒng)內(nèi)的其他所有用戶(hù)就是other用戶(hù)類(lèi)。2024/1/15Page339.3Linux文件結(jié)構(gòu) 每一個(gè)用戶(hù)都有它自身的讀、寫(xiě)和執(zhí)行權(quán)限。第一套權(quán)限控制訪(fǎng)問(wèn)自己的文件權(quán)限，即所有者權(quán)限。第二套權(quán)限控制用戶(hù)組訪(fǎng)問(wèn)其中一個(gè)用戶(hù)的文件的權(quán)限。第三套權(quán)限控制其他所有用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)一個(gè)用戶(hù)的文件的權(quán)限，這三套權(quán)限賦予用戶(hù)不同類(lèi)型〔即所有者、用戶(hù)組和其他用戶(hù)〕的讀、寫(xiě)及執(zhí)行權(quán)限，構(gòu)成了一個(gè)有9種類(lèi)型的權(quán)限組。2024/1/15Page349.3Linux文件結(jié)構(gòu) 文件屬性共有10位組成，第1位表示文件類(lèi)型，用來(lái)區(qū)分文件和目錄，其中： d：表示是一個(gè)目錄，事實(shí)上在ext2fs中，目錄是一個(gè)特殊的文件。 -：表示這是一個(gè)普通的文件。 l:表示這是一個(gè)符號(hào)鏈接文件，實(shí)際上它指向另一個(gè)文件。 b、c：分別表示區(qū)塊設(shè)備和其他的外圍設(shè)備，是特殊類(lèi)型的文件。 s、p：這些文件關(guān)系到系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和管道，通常很少見(jiàn)到。2024/1/15Page359.3Linux文件結(jié)構(gòu) 剩下的9位表示文件的訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限?？梢园凑彰?個(gè)一組分成3組，從左到右，第1組表示文件所有者對(duì)文件的操作權(quán)限，第2組表示與文件所有者同組的用戶(hù)對(duì)該文件的操作權(quán)限，第3組表示其它用戶(hù)對(duì)該文件的操作權(quán)限。每組只能出現(xiàn)3個(gè)字母，意義如下：2024/1/15Page369.3Linux文件結(jié)構(gòu) r(Read，讀取)：對(duì)文件而言，具有讀取文件內(nèi)容的權(quán)限；對(duì)目錄來(lái)說(shuō)，具有瀏覽目錄的權(quán)限。 w(Write,寫(xiě)入)：對(duì)文件而言，具有新增、修改文件內(nèi)容的權(quán)限；對(duì)目錄來(lái)說(shuō)，具有刪除、移動(dòng)目錄內(nèi)文件的權(quán)限。 x(eXecute，執(zhí)行)：對(duì)文件而言，具有執(zhí)行文件的權(quán)限；對(duì)目錄了來(lái)說(shuō)該用戶(hù)具有進(jìn)入目錄的權(quán)限。 -：表示不具有該項(xiàng)權(quán)限。

2024/1/15Page379.3Linux文件結(jié)構(gòu) 此外，默認(rèn)的權(quán)限可用umask命令修改，用法非常簡(jiǎn)單，只需執(zhí)行umask777命令，便代表屏蔽所有的權(quán)限，因而之后建立的文件或目錄，其權(quán)限都變成000，依次類(lèi)推。通常root帳號(hào)搭配umask命令的數(shù)值為022、027和077，普通用戶(hù)那么是采用002，這樣所產(chǎn)生的權(quán)限依次為755、750、700、775。2024/1/15Page389.3Linux文件結(jié)構(gòu) 用戶(hù)登錄系統(tǒng)時(shí)，用戶(hù)環(huán)境就會(huì)自動(dòng)執(zhí)行rmask命令來(lái)決定文件、目錄的默認(rèn)權(quán)限。還可以使用文件管理器來(lái)改變文件或目錄的權(quán)限。方法是右擊要改變權(quán)限的文件或者目錄，在彈出的快捷菜單中選擇“屬性〞，系統(tǒng)將翻開(kāi)“屬性〞對(duì)話(huà)框，在“屬性〞對(duì)話(huà)框中，單擊“權(quán)限〞標(biāo)簽，就會(huì)翻開(kāi)“權(quán)限〞選項(xiàng)卡，可以修改文件或者目錄的所有者、組群和其他用戶(hù)的權(quán)限，而且可以設(shè)置特殊權(quán)限。2024/1/15Page399.3Linux文件結(jié)構(gòu) 在Shell下還可以通過(guò)chmod和數(shù)字來(lái)改變文件或目錄的訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限。用數(shù)字來(lái)表示權(quán)限，而且僅需三個(gè)數(shù)字。 r:對(duì)應(yīng)數(shù)值4 w:對(duì)應(yīng)數(shù)值2 x：對(duì)應(yīng)數(shù)值12024/1/15Page409.3Linux文件結(jié)構(gòu)9.3.3MTD在Linux下，MTD〔MemoryTechnologyDevice，存儲(chǔ)技術(shù)設(shè)備〕是用于訪(fǎng)問(wèn)存儲(chǔ)設(shè)備〔如ROM和Flash等〕的系統(tǒng)。MTD的主要目的是為了使新的存儲(chǔ)設(shè)備的驅(qū)動(dòng)更加簡(jiǎn)單，為此，它在硬件和上層間提供了一個(gè)統(tǒng)一的抽象接口，把文件系統(tǒng)和存儲(chǔ)設(shè)備相隔離。2024/1/15Page419.3Linux文件結(jié)構(gòu) MTD驅(qū)動(dòng)程序是在Linux下專(zhuān)門(mén)為嵌入式環(huán)境應(yīng)用而開(kāi)發(fā)的一類(lèi)驅(qū)動(dòng)程序。相對(duì)于常規(guī)的塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，使用MTD驅(qū)動(dòng)程序的主要優(yōu)點(diǎn)在于它主要是專(zhuān)門(mén)針對(duì)各種非易失性存儲(chǔ)器〔以Flash為主〕而設(shè)計(jì)的，所以它對(duì)Flash有更好的支持。 MTD的所有源代碼在/drivers/mtd子目錄下，可把MTD驅(qū)動(dòng)程序分為4層： Flash硬件驅(qū)動(dòng)層：負(fù)責(zé)在初始化時(shí)驅(qū)動(dòng)Flash硬件。 MTD原始設(shè)備層：由兩局部組成，一局部是MTD原始設(shè)備的通用代碼，另一局部是各個(gè)特定的Flash的數(shù)據(jù)。用于描述MTD原始設(shè)備的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是mtd_info，這其中定義了大量關(guān)于MTD的數(shù)據(jù)和操作函數(shù)。2024/1/15Page429.3Linux文件結(jié)構(gòu) MTD設(shè)備層：Linux系統(tǒng)可定義出MTD的塊設(shè)備〔主設(shè)備號(hào)31〕和字符設(shè)備〔主設(shè)備號(hào)90〕。MTD字符設(shè)備的定義通過(guò)注冊(cè)一系列字符設(shè)備操作函數(shù)，這些是在mtdchar.c中實(shí)現(xiàn)的。MTD塊設(shè)備那么是定義了一個(gè)描述MTD塊設(shè)備的結(jié)構(gòu)mtdblk_dev，并聲明了一個(gè)名為mtdblks的指針數(shù)組，該數(shù)組中的每個(gè)mtdblk_dev成員與mtd_table中的mtd_info一一對(duì)應(yīng)。 設(shè)備節(jié)點(diǎn)：通過(guò)mknod在/dev子目錄下建立MTD字符設(shè)備節(jié)點(diǎn)和MTD塊設(shè)備節(jié)點(diǎn)，通過(guò)訪(fǎng)問(wèn)此設(shè)備節(jié)點(diǎn)即可訪(fǎng)問(wèn)MTD字符設(shè)備的塊設(shè)備。2024/1/15Page439.4Flash存儲(chǔ)技術(shù)閃速存儲(chǔ)器(FlashMemory)是一類(lèi)非易失性存儲(chǔ)器NVM(Non-VolatileMemory)，俗稱(chēng)閃存，以下簡(jiǎn)稱(chēng)Flash。由于Flash具有制造本錢(qián)低廉、存儲(chǔ)容量大、體積小、功耗低、數(shù)據(jù)非易失、無(wú)機(jī)械故障等優(yōu)點(diǎn)，因此成為嵌入式系統(tǒng)主要的存儲(chǔ)設(shè)備。2024/1/15Page449.3Linux文件結(jié)構(gòu) Flash特點(diǎn)具體如下： (1)非易失性，在供電電源關(guān)閉的條件下也能長(zhǎng)久地保存片內(nèi)數(shù)據(jù)。 (2)隨機(jī)讀取，可以從任意地址讀入且讀取速度與地址無(wú)關(guān)。 (3)集成密度高，F(xiàn)lash容量比ROM大。 (4)可靠性高，最高一百萬(wàn)次以上的可靠寫(xiě)入。 (5)存儲(chǔ)速度快，是普通軟驅(qū)傳輸速度的20倍以上。 (6)寫(xiě)入和擦除容易，不需要特殊的電壓條件，一般EEPROM需要較高電壓，EPROM需要紫外線(xiàn)照射擦除。 (7)不能寫(xiě)重入，對(duì)于空白、已經(jīng)擦除的內(nèi)容可以按照一定規(guī)那么寫(xiě)入，但已經(jīng)寫(xiě)入那么不能重復(fù)寫(xiě)入，需要先進(jìn)行塊擦除。2024/1/15Page459.3Linux文件結(jié)構(gòu) Flash文件系統(tǒng)的分類(lèi)： 〔1〕集中管理文件系統(tǒng) 特點(diǎn)：存儲(chǔ)器空間的使用信息集中存放在存儲(chǔ)器的某個(gè)地方，存儲(chǔ)器的其它區(qū)域用于存放數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)必須依賴(lài)關(guān)鍵信息區(qū)才能被索引和使用。 缺點(diǎn)：需要大量緩存空間，當(dāng)某扇區(qū)需要更新時(shí)，先將扇區(qū)數(shù)據(jù)備份到RAM中，再進(jìn)行擦除操作，最后將修改后的備份寫(xiě)入Flash，難以保證掉電平安，不能均勻使用存儲(chǔ)器空間，特別是關(guān)鍵信息區(qū)，對(duì)文件系統(tǒng)的使用都會(huì)改寫(xiě)該區(qū)，導(dǎo)致Flash快速損壞。2024/1/15Page469.3Linux文件結(jié)構(gòu) 〔2〕線(xiàn)性文件系統(tǒng) 每個(gè)文件相關(guān)的信息都連續(xù)存放在存儲(chǔ)器中，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，讀寫(xiě)快速，文件系統(tǒng)的關(guān)鍵信息分布存放。 優(yōu)點(diǎn)：平安性好；能保證存儲(chǔ)器的平均使用，延長(zhǎng)了Flash的使用壽命。 缺點(diǎn)：對(duì)文件操作效率低，不易實(shí)現(xiàn)添加、插入、剪切等操作。2024/1/15Page479.3Linux文件結(jié)構(gòu) 〔3〕日志文件系統(tǒng) 日志結(jié)構(gòu)的文件系統(tǒng)使用順序的、只增的日志作為磁盤(pán)上唯一的組織文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)，文件的描述可以仍采用傳統(tǒng)的索引組織方式。方法是在內(nèi)存中將幾次FS的修改聚集成一個(gè)大的日志條目(被稱(chēng)為段映像)，然后動(dòng)態(tài)分配磁盤(pán)空間并通過(guò)一次寫(xiě)操作寫(xiě)到磁盤(pán)上的一個(gè)連續(xù)的、固定大小的日志段(Segment)中。并定時(shí)或當(dāng)系統(tǒng)發(fā)出同步寫(xiě)請(qǐng)求時(shí)保證日志同步寫(xiě)到磁盤(pán)上； 優(yōu)點(diǎn)：恢復(fù)快速，不會(huì)產(chǎn)生喪失的簇、也不會(huì)因?yàn)榈綦姸茐奈募到y(tǒng)。2024/1/15Page489.4Flash存儲(chǔ)技術(shù)9