根文件系統一直以來都是所有類Unix操作系統的一個重要組成部分,也可以認爲是嵌入式Linux系統區別於其他一些傳統嵌入式操作系統的重要特徵,它給 Linux帶來了許多強大和靈活的功能,同時也帶來了一些複雜性。我們需要清楚的瞭解根文件系統的基本結構,以及細心的選擇所需要的系統庫、內核模塊和應用程序等,並配置好各種初始化腳本文件,以及選擇合適的文件系統類型並把它放到實際的存儲設備的合適位置,下面是幾中比較常用的文件系統。
(1)jffs2
JFFS嵌入式系統文件系統最早是由瑞典 Axis Communications公司基於Linux2.0的內核爲嵌入式系統開發的文件系統。JFFS2是RedHat公司基於JFFS開發的閃存文件系統,最初是針對RedHat公司的嵌入式產品eCos開發的嵌入式文件系統,所以JFFS2也可以用在Linux, uCLinux中。
Jffs2: 日誌閃存嵌入式系統文件系統版本2 (Journalling Flash FileSystem v2)
主要用於NOR型閃存,基於MTD驅動層,
特點是:可讀寫的、支持數據壓縮的、基於哈希表的日誌型文件系統,並提供了崩潰/掉電安全保護,提供“寫平衡”支持等。
缺點主要是當文件系統已滿或接近滿時,因爲垃圾收集的關係而使jffs2的運行速度大大放慢。目前jffs3正在開發中。關於jffs系列文件系統的使用詳細文檔,可參考MTD補丁包中mtd-jffs-HOWTO.txt。
jffsx不適合用於NAND閃存主要是因爲NAND閃存的容量一般較大,這樣導致jffs爲維護日誌節點所佔用的內存空間迅速增大,另外,jffsx文件系統在掛載時需要掃描整個FLASH的內容,以找出所有的日誌節點,建立文件結構,對於大容量的NAND閃存會耗費大量時間。
(2)yaffs:Yet Another Flash File System
yaffs/yaffs2是專爲嵌入式系統使用 NAND型閃存而設計的一種日誌型文件系統。與jffs2相比,它減少了一些功能(例如不支持數據壓縮),所以速度更快,掛載時間很短,對內存的佔用較小。另外,它還是跨平臺的文件系統,除了Linux和eCos,還支持WinCE, pSOS和ThreadX等。
yaffs/yaffs2自帶NAND芯片的驅動,並且爲嵌入式系統提供了直接訪問文件系統的API,用戶可以不使用Linux中的MTD與VFS,直接對文件系統操作。當然,yaffs也可與MTD驅動程序配合使用。
yaffs與 yaffs2的主要區別在於,前者僅支持小頁(512 Bytes) NAND閃存,後者則可支持大頁(2KB) NAND閃存。同時,yaffs2在內存空間佔用、垃圾回收速度、讀/寫速度等方面均有大幅提升。
(3) Cramfs:Compressed ROM File System
Cramfs是Linux的創始人 Linus Torvalds參與開發的一種只讀的壓縮文件系統。它也基於MTD驅動程序。在cramfs文件系統中,每一頁(4KB)被單獨壓縮,可以隨機頁訪問,其壓縮比高達2:1,爲嵌入式系統節省大量的Flash存儲空間,使系統可通過更低容量的FLASH存儲相同的文件,從而降低系統成本。
Cramfs文件系統以壓縮方式存儲,在運行時解壓縮,所以不支持應用程序以XIP方式運行,所有的應用程序要求被拷到RAM裏去運行,但這並不代表比 Ramfs需求的RAM空間要大一點,因爲Cramfs是採用分頁壓縮的方式存放檔案,在讀取檔案時,不會一下子就耗用過多的內存空間,
只針對目前實際讀取的部分分配內存,尚沒有讀取的部分不分配內存空間,當我們讀取的檔案不在內存時,Cramfs文件系統自動計算壓縮後的資料所存的位置,再即時解壓縮到 RAM中。另外,它的速度快,效率高,其只讀的特點有利於保護文件系統免受破壞,提高了系統的可靠性。
由於以上特性,Cramfs在嵌入式系統中應用廣泛。但是它的只讀屬性同時又是它的一大缺陷,使得用戶無法對其內容對進擴充。Cramfs映像通常是放在Flash中,但是也能放在別的文件系統裏,使用 loopback 設備可以把它安裝別的文件系統裏。
(4)網絡文件系統NFS (Network File System)
NFS是由Sun開發並發展起來的一項在不同機器、不同操作系統之間通過網絡共享文件的技術。在嵌入式Linux系統的開發調試階段,可以利用該技術在主機上建立基於NFS 的根文件系統,掛載到嵌入式設備,可以很方便地修改根文件系統的內容。以上討論的都是基於存儲設備的文件系統(memory-based file system),它們都可用作Linux的根文件系統。實際上,Linux還支持邏輯的或僞文件系統(logical or pseudo file system),例如procfs(proc文件系統),用於獲取系統信息,以及devfs(設備文件系統)和sysfs,用於維護設備文件。
1、YAFFS文件系統簡介
2、詳細內容 YAFFS中,文件是以固定大小的數據塊進行存儲的,塊的大小可以是512字節、1 024字節或者2 048字節。這種實現依賴於它能夠將一個數據塊頭和每個數據塊關聯起來。每個文件(包括目錄)都有一個數據塊頭與之相對應,數據塊頭中保存了ECC(Error
Correction Code)和文件系統的組織信息,用於錯誤檢測和壞塊處理。充分考慮了NAND Flash的特點,YAFFS把這個數據塊頭存儲在Flash的16字節備用空間中。當文件系統被掛載時,只須掃描存儲器的備用空間就能將文件系統信息讀入內存,並且駐留在內存中,不僅加快了文件系統的加載速度,也提高了文件的訪問速度,但是增加了內存的消耗。