嵌入式linux根文件系统的建立

嵌入式linux根文件系统的建立

8.1 文件系统简介

Linux支持多种文件系统，包括ext2、ext3、vfat、ntfs、iso9660、jffs、romfs和nfs等，为了对各类文件系统进行统一管理，Linux引入了虚拟文件系统VFS(Virtual File System)，为各类文件系统提供一个统一的操作界面和应用编程接口。

Linux下的文件系统结构如下：

Linux启动时，第一个必须挂载的是根文件系统；若系统不能从指定设备上挂载根文件系统，则系统会出错而退出启动。之后可以自动或手动挂载其他的文件系统。因此，一个系统中可以同时存在不同的文件系统。

不同的文件系统类型有不同的特点，因而根据存储设备的硬件特性、系统需求等有不同的应用场合。在嵌入式Linux应用中，主要的存储设备为RAM(DRAM, SDRAM)和ROM(常采用FLASH存储器)，常用的基于存储设备的文件系统类型包括：jffs2, yaffs, cramfs, romfs, ramdisk, ramfs/tmpfs等。

8.2嵌入式Linux根文件系统

8.2.1 根文件系统简介

简单的来说，根文件系统就是一种目录结构,那么根文件系统和普通的文件系统有什么区呢？其实根文件系统就是要包括Linux启动时所必须的目录和关键性的文件，例如Linux启动时都需要有init目录下的相关文件，在Linux挂载分区时Linux一定会找/etc/fstab这个挂载文件等，根文件系统中还包括了许多的应用程序bin目录等，任何包括这些Linux系统启动所必须的文件都可以成为根文件系统。

8.2.2 基本根文件系统目录构成解析

下面列出了linux根文件系统下一些主要目录的功用。

/bin 二进制可执行命令

/dev 设备特殊文件

/etc 系统管理和配置文件

/etc/rc.d 启动的配置文件和脚本

/home 用户主目录的基点，比如用户user的主目录就是/home/user，可以用~user表示

/lib 标准程序设计库，又叫动态链接共享库，作用类似windows里的.dll 文件

/sbin 系统管理命令，这里存放的是系统管理员使用的管理程序

/tmp 公用的临时文件存储点

/root 系统管理员的主目录（呵呵，特权阶级）

/mnt 系统提供这个目录是让用户临时挂载其他的文件系统。

/lost+found 这个目录平时是空的，系统非正常关机而留下“无家可归”的文件（windows下叫什么.chk）就在这里

/proc 虚拟的目录，是系统内存的映射。可直接访问这个目录来获取系统信息。

/var 某些大文件的溢出区，比方说各种服务的日志文件

/usr 最庞大的目录，要用到的应用程序和文件几乎都在这个目录。其中主要包含：

/usr/bin 众多的应用程序

/usr/sbin 超级用户的一些管理程序

8.3根文件系统的引导过程

一般的系统先启动的是/sbin/init，而如同原始的主流init，BusyBox也可以处理系统的启动工作。BusyBox的init尤其适合在嵌入式系统中使用，因为它可以为嵌入式系统提供所需要的大部分init功能，却不会让嵌入式系统被System V init的额外特性拖累。

因为/sbin/init是/bin/busybox的符号链接，所以BusyBox是目标板系统上执行的第一应用程序。当BusyBox知道调用它的目的是要执行init，它会立即跳转到init进程。

BusyBox的init进程会依次进行以下工作：

1、为init设置信号处理进程。

2、初始化控制台。

3、剖析inittab文件、/etc/inittab文件。

4、执行系统初始化的命令行。BusyBox在缺省情况下会使用

/etc/init.d/rcS命令行。

5、执行所有会导致init暂停的inittab命令。

6、执行所有仅执行一次的inittab命令。

一旦完成以上工作，init进程便会循环执行以下工作：

1、执行所有终止时必须重新启动的inittab命令。

2、执行所有终止时必须重新启动但启动前必须先询问过用户的inittab命

令。

8.4嵌入式文件系统

8.4.1 嵌入式文件系统的特点和种类

文件系统指文件存在的物理空间，linux系统中每个分区都是一个文件系统，都有自己的目录层次结构。linux会将这些分属不同分区的、单独的文件系统按

一定的方式形成一个系统的总的目录层次结构。一个操作系统的运行离不开对文件的操作，因此必然要拥有并维护自己的文件系统。

linux文件系统使用索引节点来记录文件信息，作用像windows的文件分配表。

索引节点是一个结构，它包含了一个文件的长度、创建及修改时间、权限、所属关系、磁盘中的位置等信息。一个文件系统维护了一个索引节点的数组，每个文件或目录都与索引节点数组中的唯一一个元素对应。系统给每个索引节点分配了一个号码，也就是该节点在数组中的索引号，称为索引节点号。

linux文件系统将文件索引节点号和文件名同时保存在目录中。所以，目录只是将文件的名称和它的索引节点号结合在一起的一张表，目录中每一对文件名称和索引节点号称为一个连接。

对于一个文件来说有唯一的索引节点号与之对应，对于一个索引节点号，却可以有多个文件名与之对应。因此，在磁盘上的同一个文件可以通过不同的路径去访问它。

可以用ln命令对一个已经存在的文件再建立一个新的连接，而不复制文件的内容。连接有软连接和硬连接之分，软连接又叫符号连接。

不同的文件系统类型有不同的特点，因而根据存储设备的硬件特性、系统需求等有不同的应用场合。在嵌入式Linux应用中，主要的存储设备为RAM(DRAM, SDRAM)和ROM(常采用FLASH存储器)，常用的基于存储设备的文件系统类型包括：jffs2, yaffs, cramfs, romfs, ramdisk, ramfs/tmpfs等。

8.4.2 常见的嵌入式文件系统

1、基于FLASH的文件系统

Flash(闪存)作为嵌入式系统的主要存储媒介，有其自身的特性。Flash的写入操作只能把对应位置的1修改为0，而不能把0修改为1(擦除Flash就是把对应存储块的内容恢复为1)，因此，一般情况下，向Flash写入内容时，需要先擦除对应的存储区间，这种擦除是以块(block)为单位进行的。

闪存主要有NOR和NAND两种技术(简单比较见附录)。Flash存储器的擦写次数是有限的，NAND闪存还有特殊的硬件接口和读写时序。因此，必须针对Flash的