一文了解如何制作rootfs?
粉絲問(wèn)題
如何制作rootfs?安排!想直奔主題的,直接跳到第四章。
一、分析
1. 文件系統(tǒng)簡(jiǎn)介
理論上說(shuō)一個(gè)嵌入式設(shè)備如果內(nèi)核能夠運(yùn)行起來(lái),且不需要運(yùn)行用戶進(jìn)程的話,是不需要文件系統(tǒng)的,文件系統(tǒng)簡(jiǎn)單的說(shuō)就是一種目錄結(jié)構(gòu),由于 linux操作系統(tǒng)的設(shè)備在系統(tǒng)中是以文件的形式存在,將這些文件進(jìn)行分類管理以及提供和內(nèi)核交互的接口,就形成一定的目錄結(jié)構(gòu)也就是文件系統(tǒng),文件系統(tǒng)是為用戶反映系統(tǒng)的一種形式,為用戶提供一個(gè)檢測(cè)控制系統(tǒng)的接口。
根文件系統(tǒng),我認(rèn)為根文件系統(tǒng)就是一種特殊的文件系統(tǒng),那么根文件系統(tǒng)和普通的文件系統(tǒng)有什么區(qū)別呢?
由于根文件系統(tǒng)是內(nèi)核啟動(dòng)時(shí)掛在的第一個(gè)文件系統(tǒng),那么根文件系統(tǒng)就要包括Linux啟動(dòng)時(shí)所必須的目錄和關(guān)鍵性的文件;
例如Linux啟動(dòng)時(shí)都需要有init目錄下的相關(guān)文件,在 Linux掛載分區(qū)時(shí)Linux一定會(huì)找/etc/fstab這個(gè)掛載文件等,根文件系統(tǒng)中還包括了許多的應(yīng)用程序bin目錄等,任何包括這些Linux 系統(tǒng)啟動(dòng)所必須的文件都可以成為根文件系統(tǒng)。
Linux支持多種文件系統(tǒng),包括ext2、ext3、vfat、ntfs、iso9660、jffs、yaffs、romfs和nfs等,為了對(duì)各類文件系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理,Linux引入了虛擬文件系統(tǒng)VFS(Virtual File System),為各類文件系統(tǒng)提供一個(gè)統(tǒng)一的操作界面和應(yīng)用編程接口。
Linux啟動(dòng)時(shí),第一個(gè)必須掛載的是根文件系統(tǒng);若系統(tǒng)不能從指定設(shè)備上掛載根文件系統(tǒng),則系統(tǒng)會(huì)出錯(cuò)而退出啟動(dòng)。之后可以自動(dòng)或手動(dòng)掛載其他的文件系統(tǒng)。因此,一個(gè)系統(tǒng)中可以同時(shí)存在不同的文件系統(tǒng)。
不同的文件系統(tǒng)類型有不同的特點(diǎn),因而根據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備的硬件特性、系統(tǒng)需求等有不同的應(yīng)用場(chǎng)合。在嵌入式Linux應(yīng)用中,主要的存儲(chǔ)設(shè)備為 RAM(DRAM, SDRAM)和ROM(常采用FLASH存儲(chǔ)器),常用的基于存儲(chǔ)設(shè)備的文件系統(tǒng)類型包括:jffs2, yaffs, cramfs, romfs,ramdisk, ramfs/tmpfs等。
2. 基于FLASH的文件系統(tǒng)
2.1 Cramfs:Compressed ROM File System
它的速度快,效率高,其只讀的特點(diǎn)有利于保護(hù)文件系統(tǒng)免受破壞,提高了系統(tǒng)的可靠性。由于以上特性,Cramfs在嵌入式系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。
但是它的只讀屬性同時(shí)又是它的一大缺陷,使得用戶無(wú)法對(duì)其內(nèi)容對(duì)進(jìn)行擴(kuò)充。Cramfs映像通常是放在Flash中。
2.2 jffs2
Jffs2: 日志閃存文件系統(tǒng)版本2 (Journalling Flash FileSystem v2)
主要用于NOR型閃存,基于MTD驅(qū)動(dòng)層,特點(diǎn)是:可讀寫(xiě)的、支持?jǐn)?shù)據(jù)壓縮的、基于哈希表的日志型文件系統(tǒng),并提供了崩潰/掉電安全保護(hù),提供“寫(xiě)平衡”支持等。
缺點(diǎn)主要是當(dāng)文件系統(tǒng)已滿或接近滿時(shí),因?yàn)槔占年P(guān)系而使jffs2的運(yùn)行速度大大放慢。jffs不適合用于NAND閃存主要是因?yàn)镹AND閃存的容量一般較大,這樣導(dǎo)致jffs為維護(hù)日志節(jié)點(diǎn)所占用的內(nèi)存空間迅速增大,另外,jffs 文件系統(tǒng)在掛載時(shí)需要掃描整個(gè)FLASH的內(nèi)容,以找出所有的日志節(jié)點(diǎn),建立文件結(jié)構(gòu),對(duì)于大容量的NAND閃存會(huì)耗費(fèi)大量時(shí)間。
2.3.yaffs:Yet Another Flash File System
yaffs/yaffs2是專為嵌入式系統(tǒng)使用NAND型閃存而設(shè)計(jì)的一種日志型文件系統(tǒng)。與jffs2相比,它減少了一些功能(例如不支持?jǐn)?shù)據(jù)壓縮),所以速度更快,掛載時(shí)間很短,對(duì)內(nèi)存的占用較小。另外,它還是跨平臺(tái)的文件系統(tǒng),除了Linux和eCos,還支持WinCE, pSOS和ThreadX等。yaffs/yaffs2自帶NAND芯片的驅(qū)動(dòng),并且為嵌入式系統(tǒng)提供了直接訪問(wèn)文件系統(tǒng)的API,用戶可以不使用Linux中的MTD與 VFS,直接對(duì)文件系統(tǒng)操作。當(dāng)然,yaffs也可與MTD驅(qū)動(dòng)程序配合使用。
yaffs與yaffs2的主要區(qū)別在于,前者僅支持小頁(yè)(512 Bytes) NAND閃存,后者則可支持大頁(yè)(2KB) NAND閃存。同時(shí),yaffs2在內(nèi)存空間占用、垃圾回收速度、讀/寫(xiě)速度等方面均有大幅提升。
2.4. 網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)NFS (Network File System)
NFS是由Sun開(kāi)發(fā)并發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)在不同機(jī)器、不同操作系統(tǒng)之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)共享文件的技術(shù)。
在嵌入式Linux系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)調(diào)試階段,可以利用該技術(shù)在主機(jī)上建立基于NFS的根文件系統(tǒng),掛載到嵌入式設(shè)備,可以很方便地修改根文件系統(tǒng)的內(nèi)容。
所采用的工具:mkfs.cramfs,mkfs.jffs2,mkfs.yaffs
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