文件系统深入

问题一：根文件系统与文件系统的区别（以EXT4文件系统为例）

扩展1：我们使用的设备在 rcS---S25ambrwfs脚本中完成的操作：

1. 为 /dev/mmcblk0px 建立软链接：比如 data对应于mmcblk0p15; 建立其软链接：   /dev/data  注意，建立的软链接还在dev目录下

2. 在根文件系统中建立6个目录，然后用mount命令将部分上述/dev/mmcblkpxx设备挂载到各个目录下，比如将/dev/mtd_data  挂载到 /data 目录下，

3. 尤其需要注意的是，每个节点的挂载都是有一定操作顺序的：

    1）首先在根文件系统中新建对应的目录

    2）检查/dev/下的节点，用fsck.ext4 命令-p检查，

    3）如果检查不通过，则使用 fsck.ext4 -fy 对/dev/mmcblkpxx进行修复，注意这个修复过程是需要一定时间的

    4）使用mount命令将dev下的节点 挂载到1）中新建的目录

注意上述的挂载可以用mount命令查看到，mount命令可以显示当前挂载的各个文件系统

扩展2：上述的S25ambrwfs中的操作实际是将/dev下的mmcblkpxx 节点挂载到跟文件系统下，而且通过rcS可以得知，在rcS阶段，跟文件系统就已经挂载：

::sysinit:/bin/mount -a 2>/dev/null  （该句是rcS中的一个进程）说明rcS阶段运行的时候已经有跟文件系统了，

扩展3: rcS再往上追查，会发现在 内核的 init/main.c中的 kernel_init 接口里面就已经是用到根文件系统了（该函数会遍历查找哪个目录下有 init命令，找到后即运行）

扩展3： 实际上跟文件系统的挂载在 内核加载的末尾的阶段，会挂载根文件系统，然后访问第一个用户进程 init

内核init的末尾，会挂载根文件系统，然后访问文件系统中的第一个用户进程 init:
start_kernel --- rest_init --- kernel_init --- kernel_init_freeable --prepare_namespace
           

扩展4：根文件系统的制作：多个跟文件系统制作的手册都不约而同的说到了用busybox制作根文件系统（信盈达，海思）。

1） 海思手册对于busybox在文件系统的制作中起的作用为：busybox配置编译安装后，需要将编译生成的文件拷贝至rootfs的特定路径下，但实际产品中一般是仅将busybox(bin)拷贝至设备的rootfs/bin目录下，该目录下存在很多软链接，

2） 信盈达手册中的描述：

扩展5：海思手册中对不同文件系统的介绍：

常用的文件系统包括： cramfs, JFFS2, ysffs2,  ubifs, ext4  

1. carmfs文件系统的优缺点：

1）优点：将文件以压缩形式存储，需要用时进行解压，可以节省flash空间。

2）缺点：由于上述的压缩，所以里面的程序不能直接运行，而且使用时需解压数据，效率会降低，此外，该文件系统是只读的。

3）要想使用cramfs, 需要在内核配置中打开 如下选项：

      < >   Compressed ROM file system support (cramfs)    

4） mkfs.cramfs工具是用来制作cramfs文件系统镜像的，具体使用为：

mkfs.cramfs  ./rootfs  .cramfs-root.img  。其中cramfs-root.img即生成的镜像文件。

5) cramfs的关键词是 压缩 和 只读，容量上限为256MB。

2. JFFS2文件系统：

1）之所以有2的后缀，是因为这种文件系统是从JFFS改进而来的。

2）JFFS2的关键词为： 压缩但可读写       日志结构化的可读写的文件系统

3） 优点：压缩，同时可读写

4）缺点： 挂载时需要扫描整个文件系统，所以如果文件系统比较大，有可能耗时较长

                 文件系统接近满的时候，运行速度会迅速降低

5）内核配置： < >   Journalling Flash File System v2 (JFFS2) support  

6） 制作方法： mkfs.jffs2  -d  ./rootfs -l -e  0x20000  -o  rootfs.jfff2

-d  文件系统源目录的路径

-l  little-end 小端格式

-e flash 块大小

3. yaffs2 文件系统：

1） 专门为nand flash设计的一种文件系统，（包括SPI nand flash 以及 并行nand）

2） 关键词： 日志结构文件系统   提供损耗平衡和掉电保护，有效避免因掉电引起的一些列问题

3） 优点：专门针对nand，软件结构得到对应优化，速度块

              文件的组织信息放在专门的硬件（spare area）中，启动时仅扫描该硬件即可，启动快

              采用多策略的垃圾回收算法，从而达到损耗平衡

4）缺点：不是以压缩的形式存储内容，即包含的内容相同时，yaffs2比jffs2大。

5） 制作： mkfs.yaffs2  ./rootfs  image  pagesize  ecctype 

        其中的 pagesize 即NAND器件的页大小

        ecctype是NAND器件的ecc类型。

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4. UBIFS文件系统：

1）UBI（unsorted block Imgae）是一种新型flash文件系统。主要针对flash的特有属性，通过软件的方式实现日志管理，坏块管理，损益均衡等技术。

2）内核配置：

        （1）<*>   Enable UBI - Unsorted block images  --->   使能UBI设备驱动

        （2）< >   UFS file system support (read only)    使能UBIFS文件系统。

        （3）MTD_UBI_WL_THRESHOLD： UBI wear-leveling threshold: UBI 系统记录每个擦除块发生擦书操作的次数。此配置表示所有擦除操作次数中，最小值和最大值之间允许的最大间隔，此值默认为4096，对于寿命比较段的MLC器件，应配置的小一点（256之类）

        （4） < >   MTD devices emulation driver (gluebi)： 模拟MTD驱动，选中此配置时，当创建一个卷时，UBI将同事模拟一个MTD设备，该功能提供了一个接口，供其他文件系统使用UBI。

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5. Squashfs文件系统：基于linux内核使用的压缩只读文件系统，压缩率高。

1） 关键词： 基于linux内核    压缩率高    只读文件系统

2） 特点：

        （1）数据（data）节点（inode）目录（directory）均被压缩

        （2）保存了全部的32位UID/GIDS和文件的创建时间

        （3）最大支持4G文件系统

        （4）检测并删除重复文件。

3） 制作squashfs内核镜像：

        （1）<*>   SquashFS 4.0 - Squashed file system support 打开配置项

4）制作squashfs镜像： mksquashfs  ./rootfs  squa.img -b 64K -comp xz 

-b 64K:  指定squashfs的块大小为64k(取决于flash块大小)

-comp xz ： 指定文件系统的压缩方式为xz, 

扩展6：信盈达手册中对根文件系统的制作的描述：

1. 根文件系统中目录的大致作用：

目录	内容
bin	不太重要的指令，比如more；以及busybox
sbin	系统管理员的命令，比较关键，比如insmod  ifconfig
dev	设备节点
etc	系统配置 环境变量profile 启动脚本(init.d)
lib	c库文件，内核ko
home
root	root管理员用户的主目录
usr/bin
var	日志文件
proc	与内核交互的虚拟文件系统（内存中）
sys	与内核交互的虚拟文件系统（内存中）
mnt	文件系统挂载点 比如sd卡的挂载
tmp	临时性文件之类

2. etc下文件的重要作用：

1）inittab: 内核的start_kernel中会挂载根文件系统，然后执行init命令，该命令会解析inittab；其中inittab中每一行为一个进程，一般会调用rcS，继而调用init.d中的脚本

2）profile: 其中的PATH即bin文件的默认路径， LD_LIBRARY_PATH 为so的默认路径

3）fstab:

        （1）应用程序仅读取该文件，不修改该文件。

        （2）该文件的每一行用于描述一个文件系统的信息，每条的不同字段用 tab分割。

        （3）注释以#开头

        （4）mount  unmount  fsck等命令执行时会 顺序 访问该文件，

3. busybox是一个可裁剪的，集成了100多个linux命令的软件bin，

遍历后发现没有多大的参考意义。