第9章 文件系统.pptVIP

第9章 文件系统 文件系统的选择是系统能够正常运行的基本条件。 使用了某种文件系统，就必须遵守其中的规则，否则，您在使用计算机的过程中就会遇到一些问题。 本章主要介绍了： ◆ Linux的文件系统结构。 ◆ Linux采用的VFS，支持如romfs、ramfs、ex2、jffs2、ms-dos、nfs等各种文件系统。 ◆ Linux源程序和开发板根文件系统romfs的目录结构和功能描述。 ◆ 在uClinux中文件的打开和读写操作示例。 9.1 文件系统结构 文件系统是操作系统的重要组成部分。 Linux特性之一就是对多种文件系统的 支持。 这种特性使得Linux很容易地同其他操作 系统共存。 文件系统的概念使得用户能够查看存储设备上的文件和路径而无须考虑实际物理设备的文件系统类型。 Linux透明的支持许多不同的文件系统，将各种安装的文件和文件系统以一个完整的虚拟文件系统的形式呈现给用户。 Linux在早期采用的是minix文件系统，但minix只是一种教学型的文件系统，它所管理的文件系统最大为64MB，文件名小于14个字符。 目前Linux中，使用的主流文件系统是Ext2/3。 除Ext2/3以外，在Linux发展过程中，设计人员比较早的考虑到了对其他类型文件系统的支持。 要实现这一目的，需要将它们的操作和管理纳入统一的框架当中来，使得内核的文件系统接口，如同标准的的文件系统“总线”，让用户通过同一组系统调用来管理和操作不同类型文件系统上的文件。 这个统一的、抽象的、虚拟的文件系统接口，被称为VFS(virtual FileSystem Switch)，它主要包含一组标准的文件操作接口。 通过VFS，用户看到的都是一个个的VFS文件，忽略了文件本身所处文件系统的差别。 将内核比作计算机主板，那么VFS就是一种标准的系统总线，各种文件系统就是插在该总线上的子卡，虽然各个子卡的内部线路不同，但在总线接口处一致。 同时，内核看到的所有子卡的特性也映射为具有共性的几类。 如图9-1所示。 图9-1 VFS与具体文件系统的关系 目前Linux系统支持的文件系统种类很多，包括: ntfs（windows NT的文件系统）， msdos（dos的文件系统）， isofs（光盘文件系统）， nfs（网络文件系统）， romfs（rom中的文件系统）， smbfs（即samba，可以在网络中与 win98、winnt共享）， proc（目录/proc下的特殊文件系统）， jffs（flash中的文件系统）。 当用户访问一个磁盘文件系统时，对于目录树下的访问，最终将转换成对于这一部分物理磁盘的访问。 对于设备文件的访问，最终将转换成对于对于驱动程序的访问。 对于其他特殊文件的访问，一般是在Linux的内存数据结构中完成的。 对于磁盘文件系统中的文件的访问和磁盘设备文件的访问最终都反应在磁盘驱动程序上，它们有什么不同吗？ 对于磁盘文件系统中文件的访问，是在文件目录树的结构下，对于有组织的数据进行的； 而对磁盘设备文件进行访问，则是对于线性空间内数据的访问，也就是无法看到数据的组织情况。 文件系统的层次结构如图9-2所示。 图9-2 Linux文件系统层次图 9.2 文件系统类型 在uClinux的系统中，由于硬件资源和使用环境的限制，一般内存的数量比较小（8～32M字节），外存只配置小容量的FLASH；所以，在uClinux中，比较常用的文件系统有romfs文件系统，虚拟ramdisk，JFFS文件系统。 对于有网络设备的系统，还可以使用NFS文件系统。 9.2.1 romfs文件系统 1. romfs特点 romfs(rom file system)是一种只读文件系统，占用系统资源也比较小。 起初，设计它的目的是在启动盘(包括光盘和软盘)等场合下，提供一个比普通文件系统(如功能强大的ext2)更加节省空间的文件系统。 创建romfs文件系统需要使用genromfs工具。 目前romfs已经获得了广泛的应用，日趋成熟。 根据romfs开发者的介绍，如果把文件系统编译成为Linux的一个内核module进行加载，那么minix文件系统编译出来的module的大小将会超过20KB(经测试在2.4.7内核中编译出来的minix.o是33909字节)，而采用i586编码(即在