嵌入式实验_2.doc

实验四 文件系统制作 【实验目的】 了解嵌入式操作系统中文件系统的类型和作用。 了解JFFS2文件系统的优点及其在嵌入式系统中的作用。 掌握利用BusyBox软件制作嵌入式文件系统的方法。 掌握嵌入式Linux文件系统的的挂载过程。 【实验仪器】 1、装有Ubuntu操作系统的PC机一台； 2、XSBase270 ARM实验开发平台一套 【实验原理】 1、Linux文件系统的类型 （1）、EXT文件系统 Ext2fs是Linux的标准文件系统，它已经取代了扩展文件系统（或 Extfs）。扩展文件系统Extfs支持的文件大小最大为2 GB，支持的最大文件名称大小为255个字符，而且它不支持索引节点（包括数据修改时间标记）。Ext2fs取代Extfs具有一些优点： Ext2fs支持达4 TB的内存。 Ext2fs文件名称最长可以到1012个字符。 在创建文件系统时，管理员可以根据需要选择存储逻辑块的大小（通常大小可选择 1024、2048和4096字节）。 Ext2fs可以实现快速符号链接（相当windows文件系统的快捷方式），不需为符号链接分配数据块，并且可将目标名称直接存储在索引节点（inode）表中。这使文件系统的性能有所提高，特别在访问速度上。 由于 Ext2fs文件系统的稳定性、可靠性和健壮性，所以几乎在所有基于Linux 的系统（包括台式机、服务器和工作站,并且甚至一些嵌入式设备）上都使用Ext2fs文件系统。 （2）、NFS文件系统 NFS是一个RPC service ，它是由SUN公司开发，并于1984年推出。NFS文件系统能够使文件实现共享，它的设计是为了在不同的系统之间使用，所以NFS文件系统的通信协议设计与作业系统无关。当使用者想使用远端文件时只要用“mount”命令就可以把远端文件系统挂载在自己的文件系统上，使远端的文件在使用上和本地机器的文件没有区别。NFS的具体配置可参考实验一的网络文件系统nfs的配置。 （3）、JFFS2文件系统 JFFS文件系统是瑞典Axis通信公司开发的一种基于Flash的日志文件系统，它在设计时充分考虑了Flash的读写特性和电池供电的嵌入式系统的特点，在这类系统中必需确保在读取文件时，如果系统突然掉电，其文件的可靠性不受到影响。 对Red Hat的Davie Woodhouse进行改进后，形成了JFFS2。主要改善了存取策略以提高FLASH的抗疲劳性，同时也优化了碎片整理性能，增加了数据压缩功能。需要注意的是，当文件系统已满或接近满时，JFFS2会大大放慢运行速度。这是因为垃圾收集的问题。相对于EXT2fs而言,JFFS2在嵌入式设备中更受欢迎。 JFFS2文件系统通常用来当作嵌入式系统的文件系统。JFFS2克服了JFFS的一些缺点： 使用了基于哈希表的日志节点结构，大大加快了对节点的操作速度 支持数据压缩 提供了“写平衡”支持 支持多种节点类型 提高了对闪存的利用率，降低了内存的消耗 我们只需要在自己的嵌入式Linux中加入JFFS2文件系统并做少量的改动，就可以使用JFFS文件系统。通过JFFS2文件系统，可以用Flash存储器来保存数据，即将Flash存储器作为系统的硬盘来使用。可以像操作硬盘上的文件一样操作Flash芯片上的文件和数据。同时系统运行的参数可以实时保存到Flash存储器芯片中，在系统断电后数据不会丢失。 作为一种EEPROM，Flash可分为NOR Flash 和NAND Flash两种主要类型。一片没有使用过的Flash存储器，每一位的值都是逻辑1，对Flash的写操作就是将特定位的逻辑1改变为逻辑0。而擦除就是将逻辑0改变为逻辑1。Flash的数据存储是以块（Block）为单位进行组织，所以Flash在进行擦除操作时只能进行整块擦除。Flash的使用寿命是以擦除次数进行计算，一般是每块100，000次。为了保证flash存储芯片的某些块不早于其他块到达其寿命，有必要将在所有块中尽可能地平均分配擦除次数，这就是“损耗平衡”。JFFS2文件系统是一种“追加式”的文件系统，新的数据总是被追加到上次写入数据的后面。这种“追加式”的结构就自然实现了“损耗平衡”。 2、Busybox介绍 Busybox是Debian GNU/Linux著名的Bruce Perens 首先开发，主要使用在 Debian 的安装程序中。后来又有许多 Debian 开发者对Busybox贡献力量。Busybox 编译成一个叫做 busybox独立执行程序，并且可以根据配置，执行 ash shell 的功能，以及几十个小应用程序。这其中包括一个迷你的 vi 编辑器，系统不可或缺的 /sbin/init 程序，以及其他诸如 sed, ifconfig, halt, reboot, m