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linux中常用文件系统介绍——cramfs JFFS2 NFS initrd yaffs2 Ext4 squashfs

时间:2021-11-09 19:51:32

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linux中常用文件系统介绍——cramfs  JFFS2  NFS  initrd  yaffs2  Ext4  squashfs

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文件系统简介cramfsjffs2yaffs2initrdSquashfsext4

文件系统简介

嵌入式系统中常用文件系统包括有cramfsJFFS2NFSinitrdyaffs2Ext4以及

squashfs

它们的特点如下:

cramfsJFFS2具有好的空间特性,很适合嵌入式产品应用。cramfssquashfs为只读文件系统。squashfs压缩率最高。JFFS2为可读写文件系统。NFS文件系统适用于开发初期的调试阶段。yaffs2文件系统只用于NAND Flashinitrd采用cramfs文件系统,为只读。Ext4文件系统用于EMMC卡。

cramfs

cramfs是针对 Linux 内核 2.4 之后的版本所设计的一种新型文件系统,使用简单,加载

容易,速度快。

cramfs 的优缺点如下:

优点

将文件数据以压缩形式存储,在需要运行时进行解压缩,能节省 Flash 存储空间。缺点

由于它存储的文件是压缩的格式,所以文件系统不能直接在 Flash 上运行。同时,

文件系统运行时需要解压数据并拷贝至内存中,在一定程度上降低读取效率。另

cramfs文件系统是只读的。

如果想要在单板运行的 Linux 中提供 cramfs 的能力,必须要在编译内核时把 cramfs 的 选项加入。 在 make

menuconfig 后,进入“ File>systems”,选择“ miscellaneous filesystems”,最后选中其中的“Compressed ROM file system support”( SDK 里面提供 的内核默认已经选择了该文件系统的支持)。

mkfs.cramfs 是用来制作 cramfs 文件系统映象的工具。通过这个工具处理已经制作好的 根文件系统,就可以生成 cramfs

文件系统的映象(这类似于我们把光盘制作成 ISO 文 件映像)。具体操作如下所示:hisilicon$mkfs.cramfs ./rootbox ./cramfs-root.img其中, rootbox 是之前已经制作好的根文件系统,cramfs-root.img 是生成的 cramfs 文件 系统映像文件。

jffs2

JFFS2 是 RedHat 的 David Woodhouse 在 JFFS 基础上改进的文件系统,是用于微型嵌入

式设备的原始闪存芯片的实际文件系统。 JFFS2 文件系统是日志结构化的可读写的文

件系统。

JFFS2 的优缺点如下:

优点

使用了压缩的文件格式。最重要的特性是可读写操作。缺点

JFFS2 文件系统挂载时需要扫描整个 JFFS2 文件系统,因此当 JFFS2 文件系统分

区增大时,挂载时间也会相应的变长。使用 JFFS2 格式可能带来少量的 Flash 空间

的浪费。这主要是由于日志文件的过度开销和用于回收系统的无用存储单元,浪

费的空间大小大致是若干个数据段。 JFFS2 的另一缺点是当文件系统已满或接近

满时, JFFS2 运行速度会迅速降低。这是因为垃圾收集的问题。

加载 JFFS2 文件系统时的步骤如下:

步骤 1. 扫描整个芯片,对日志节点进行校验,并且将日志节点全部装入内存缓存。步骤 2. 对所有日志节点进行整理,抽取有效的节点并整理出文件目录信息。步骤 3. 找出文件系统中无效节点并且将它们删除。步骤 4. 最后整理内存中的信息,将加载到缓存中的无效节点释放。----结束

由此可以看出虽然这样能有效地提高系统的可靠性,但是在一定程度上降低了系统的

速度。尤其对于较大的闪存芯片,加载过程会更慢。

为了使内核支持 JFFS2 文件系统,必须在编译内核时把 JFFS2 的选项加入(我们发布 的内核默认已经加入了支持)。在 make

menuconfig 后,进入“ File>systems”,选择 “ miscellaneous

filesystems”,最后选中其中的“ Journalling Flash File System v2 (JFFS2)

support”选项( SDK 里面提供的内核默认已经选择了该文件系统的支持)。 JFFS2 的制作方法为:

hisilicon$mkfs.jffs2 –d ./rootbox -l –e 0x20000 -o jffs2-root.img

其中,mkfs.jffs2 工具可以从互联网中下载,也可以在 SDK 包中找到。

yaffs2

yaffs2 是专门为 NAND Flash 设计的嵌入式文件系统。

它是日志结构的文件系统,提供了损耗平衡和掉电保护,可以有效地避免意外掉电对文件系统一致性和完整性的影响。

yaffs2 的优缺点如下:

优点

− 专门针对 NAND Flash,软件结构得到优化,速度快。

− 使用硬件的 spare area 区域存储文件组织信息,启动时只需扫描组织信息,启

动比较快。

− 采用多策略垃圾回收算法,能够提高垃圾回收的效率和公平性,达到损耗平衡

的目的。缺点

没有采用压缩的文件格式。当包含的内容相同时, yaffs2 镜像文件要比 jffs2 镜像

文件大。

yaffs2 文件系统在 SDK 中作为一个模块提供。只需在 yaffs2 代码中的 Makefile 中加入所依赖的内核代码路径,进行编译,即可生成 yaffs2 文件系统模块。 yaffs2 镜像文件的制作和 cramfs相同,即通过工具制作,只需简单的几个参数,具体 如下:

hisilicon$ mkyaffs2image ./rootboxyaffs2-root.img pagesize ecctype

其中, rootbox 是之前已经制作好的根文件系统,yaffs2-root.img 是生成的 yaffs2 文件 系统镜像文件, pagesize 是单板上焊接 NAND Flash器件的页大小, ecctype 是单板上 焊接 NAND Flash 器件的 ecc 类型。

initrd

initrd 相当于存储介质,它支持的文件系统格式有 ext2、 cramfs 等,因此内核除了支持

initrd 之外,还要支持 cramfs 文件系统。

内核需要做如下配置, initrd 才可以正常工作:

进入“ Device Drivers->Block devices”,选择支持“ RAM disk support” 和“ Initial RAM disk (initrd) support”。进入“ File>systems”,选择“ miscellaneous filesystems”,最后选中其中的 “ Compressed ROM file system support”。

Squashfs

squashfs 文件系统是一套基于 Linux 内核使用的压缩只读文件系统,压缩率高

squashfs 具有如下特点:

数据(data),节点(inode)和目录(directories)都被压缩保存了全部的 32 位 UID/GIDS 和文件的创建时间最大支持 4G 文件系统检测并删除重复文件

使用 squashfs 文件系统步骤:

步骤 1. 制作支持 squashfs 的内核镜像。进入 linux-3.4.y目录下,执行以下命令:

cp arch/arm/configs/hi3518ev200_mini_defconfig .configmake ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-hisiXXX-linux- menuconfig (保存退出即可)make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-hisiXXX-linux- uImage

步骤 2. 制作 squashfs 文件系统镜像。在发布包 SDK/package/osdrv/tools/pc_tools 目录下的

mksquashfs 为制作 squashfs 文件系统工具。使用方法如下:

./mksquashfs rootfs ./rootfs.squashfs.img -b 64K –comp xz

其中, rootfs 是之前已经制作好的根文件系统,rootfs.squashfs.img 是生成的 squashfs 文 件系统映像文件。 -b 64K 指定 squashfs文件系统的块大小为 64K(决定于实际 spi flash 块大小)。 -comp 指定文件系统压缩方式为 xz。根据实际情况修改参数。

----结束

ext4

Ext4 文件系统是一个高效的、优秀的、可靠的和极具特点的文件系统,相对于 Ext3 的

的改进是更深层次的,是文件系统数据结构方面的优化。

步骤 1. 制作支持 Ext4 的内核镜像。进入 linux-3.4.y 目录下,执行以下命令:

cparch/arm/configs/hi3518ev200_full_defconfig .config

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-hisiXXX-linux- menuconfig(保存退出即可)

make ARCH=armCROSS_COMPILE=arm-hisiXXX-linux- uImage

步骤 2. 制作 Ext4 文件系统镜像。在发布包SDK/package/osdrv/tools/pc_tools 目录下的 make_ext4fs 为制作 Ext4文件系统工具。使用方法如下:

./make_ext4f –l 32M –s rootfs.ext4.img

其中, -l 32M 是指定 uboot 中配置 emmc 的文件系统分区大小为 32M, -s 为使用 gzip 压缩,

rootfs.ext4.img 是生成的 Ext4 文件系统映像文件, rootfs 是之前已经制作好的根

文件系统。请根据实际情况修改参数。

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