Linux常用文件系统概述-RAM篇

阳光穿透心脏的1/2处 2022-06-08 00:47 378阅读 0赞

前面提到的文件系统都是基于Flash存储器的，而本文介绍的这些文件系统都是利用RAM来作为他们的存储空间。它们共同的优点都是读写的速度非常快（因为是在内存中读写），而缺点也很明显，就是当系统复位之后会丢失所有数据。

二、基于RAM的文件系统

1、Ramdisk文件系统

Ramdisk是将一部分固定大小的内存当做分区来使用。它并非一个实际的文件系统，而是一种将实际的文件系统装入内存的机制，并且可以作为根文件系统。

A、特点

a. 将一些经常访问但不会修改的文件通过ramdisk放入内存，可明显提高系统的性能；

b. 和CRAMFS、JFFS2相比，压缩率不高，占用资源多；

c. 存取速度快；

d. 只读文件系统，掉电数据丢失。

B、创建方法

a. 内核起来之后创建和挂载方式

1.  查看系统可用的ramdisk  
    
2.  \#ls \-al /dev/ram\*  
    
3.  内核将ramdisk作为一个设备文件来管理，未格式化之前还不占用内存空间  
    
4.  \#mke2fs /dev/ram0  
    
5.  这个命令就格式化了一个ramdisk，出现以下提示：  
    
6.  mke2fs 1.41.12 (17\-May\-2010)  
    
7.  Filesystem label=  
    
8.  OS type: Linux  
    
9.  Block size=1024 (log=0)  
    
10. Fragment size=1024 (log=0)  
    
11. Stride=0 blocks, Stripe width=0 blocks  
    
12. 16384 inodes, 65536 blocks  
    
13. 3276 blocks (5.00%) reserved for the super user  
    
14. First data block=1  
    
15. Maximum filesystem blocks=67108864  
    
16. 8 block groups  
    
17. 8192 blocks per group, 8192 fragments per group  
    
18. 2048 inodes per group  
    
19. Superblock backups stored on blocks:  
    
20.  8193, 24577, 40961, 57345  
    
21.   
    
22. Writing inode tables: done  
    
23. Writing superblocks and filesystem accounting information: done  
    
24.   
    
25. This filesystem will be automatically checked every 36 mounts or  
    
26. 180 days, whichever comes first. Use tune2fs \-c or \-i to override.

1.  加载ramdisk

1.   \#mkdir /mnt/ramdisk

1.   \#mount /dev/ram0 /mnt/ramdisk

1.  可以查看创建的ramdisk的大小

1.   [root@jgf:~/qihuan][root_jgf_qihuan] \# df -k /dev/ram0  
    Filesystem 1K-blocks Used Available Use% Mounted on  
    /dev/ram0 63461 1289 58896 3% /mnt/ramdisk

1.  卸载

1.  \#umount /mnt/ramdisk

b. 如何创建ramdisk镜像文件

提供一个脚本用于将准备好的rootfs文件夹创建为ramdisk.img，可在ubuntu上运行，原来还是利用ubuntu的mke2fs命令格式化一块ram，在mount到/mnt下面，再将rootfs拷贝到其中，在拷贝出来便成为了ramdisk.img镜像文件。

make\_ramdisk.sh

1.  \#!/bin/bash  
    
2.    
    
3.  \# Housekeeping...clean before img  
    
4.  rm \-f /tmp/ramdisk.img  
    
5.    
    
6.  \# Ramdisk Constants  
    
7.  \# 80M = 80 \* 1024 \* 1024  
    
8.  RDSIZE=8192  
    
9.  BLKSIZE=1024  
    
10.   
    
11. \# Create an empty ramdisk image  
    
12. dd if=/dev/zero of=/tmp/ramdisk.img bs=$BLKSIZE count=$RDSIZE  
    
13.   
    
14. \# Make it an ext2 mountable file system  
    
15. /sbin/mke2fs \-F \-m 0 \-b $BLKSIZE /tmp/ramdisk.img $RDSIZE  
    
16.   
    
17. \# Mount it so that we can populate  
    
18. mkdir \-p /mnt/ramdisk  
    
19. mount /tmp/ramdisk.img /mnt/ramdisk \-t ext2 \-o loop  
    
20.   
    
21. \# Populate the filesystem (subdirectories)  
    
22. cp \-ar ./rootfs/\* /mnt/ramdisk/  
    
23.   
    
24. mkdir \-p /mnt/ramdisk/sys  
    
25. mkdir \-p /mnt/ramdisk/proc  
    
26. mkdir \-p /mnt/ramdisk/var  
    
27. mkdir \-p /mnt/ramdisk/tmp  
    
28. mkdir \-p /mnt/ramdisk/mnt  
    
29. mkdir \-p /mnt/ramdisk/dev  
    
30.   
    
31. \# Finish up...  
    
32. umount /mnt/ramdisk  
    
33. cp /tmp/ramdisk.img ./  
    
34. rm \-fr /mnt/ramdisk

这时便生成了ramdisk.img，可以在你的ubuntu上挂载试验一下

1.  \#mount ramdisk.img /mnt/ \-o loop  
    
2.  \#ls /mnt  
    
3.  bin etc init lost\+found modules proc sys usr dev home lib mnt sbin tmp var

如果实现将其烧写到nand的某个分区中，然后uboot启动的时候，需要一些参数配置，并且需要在读取内核之后紧接着将其也读到内存的相应位置，再启动linux：

1.  define CONFIG\_BOOTARGS "root=/dev/ram0 rw console=ttyS0,115200 mem=64mb initrd=0x41000000,0x800000 init=/linuxrc"  
    
2.  define CONFIG\_BOOTCOMMAND "mtdparts default; nand read 0x41000000 0xe00000 0x800000; nand read 0x40008000 0x400000 0x300000; bootm 0x40008000;"

当然，在嵌入式中，对于ramdisk的支持需要一些配置，列出：

1.  1、General setup \-\-\->  
    
2.  \[\*\] Initial RAM filesystem and RAM disk (initramfs/initrd) support  
    
3.  2、File systems \-\-\->  
    
4.  <\*> Second extended fs support  
    
5.  3、Device Drivers \-\-\->  
    
6.  \[\*\] Block devices \-\-\->  
    
7.  \-\-\- Block devices  
    
8.  <\*> Loopback device support  
    
9.  <\*> Cryptoloop Support  
    
10. <\*> RAM block device support  
    
11. (16) Default number of RAM disks  
    
12. (8192) Default RAM disk size (kbytes) 说明：1、这里配置的是支持initramfs（只是下面要介绍到的一个重要的文件系统）和ramdisk的支持

1.  2、ramdisk是基于EXT2的，所以需要支持EXT2，当然，也有EXT3类型的ramdisk

1.  3、这里可以指定ramdisk的最大空间

2、RamFS和TmpFS文件系统

这两个文件系统（以下简称RamFS）是Linus Torvalds开发的一种基于内存的文件系统，工作于虚拟文件系统（VFS）层， 不能格式化，可以创建多个，创建时可以指定其最大能使用的内存大小，并且可以读写。

嵌入式Linux中许多的后台守护进程会生成很多的日志消息，还有内核日志记录机制，如syslogd、dmesg和klogd等，会在/var/ 和 /tmp/目录下生成许多的消息。如果这些消息都保存在Flash中，势必极大的消耗Flash的使用寿命，这里最好的方法是使用RamFS。

与传统的ramdisk相比，不同之处在于其不可以格式化，文件系统大小可以动态变化。

A、挂载方式

1.  \#mkdir /mnt/ramfs  
    
2.  \#mount \-t ramfs none /mnt/ramfs  
    
3.  注意ramfs没有对应的/dev/设备节点  
    
4.  默认，ramfs被限制为可以内存大小的一半，也可以通过maxsize(kB单位）  
    
5.  \#mount \-t ramfs none /mnt/ramfs \-o maxsize=2000  
    
6.  另外，在/etc/rc.d等文件里面会看到这样的内容  
    
7.  \#mount \-t tmpfs tmpfs /var \-o size=512k  
    
8.  \#mkdir \-p /var/tmp  
    
9.  \#mkdri \-p /var/log  
    
10. \#ln \-s /var/tmp /tmp  
    
11. 这段命令这/var上创建了ramfs并将其大小限制为512k，同时tmp和log目录成为ramfs的一部分以便在RAM中存储日志消息。  
    
12. 也可将ramfs的一个项添加到/etc/fstab中，语法为  
    
13. tmpfs /var tmpfs size=32m 0 0  
    
14. 这将在/var上挂装一个新的ramfs的文件系统

3、initramfs文件系统

这个文件系统也是基于ramfs的，不过最大的区别就是，在内核中配置了选项之后，可以将其和内核镜像打包在一起，并支持例如gzip等的压缩，可以进一步的简化uboot的配置和镜像的大小。

内核配置

1.  General setup --->
2.  \[\*\] Initial RAM filesystem and RAM disk (initramfs/initrd) support
3.  (../ramdisk/rootfs) Initramfs source file(s)
4.  (0) User ID to map to 0 (user root)
5.  (0) Group ID to map to 0 (group root)
6.  \[\*\] Support initial ramdisks compressed using gzip

对于initramfs，就可以不用在去配置file system下面的那些个文件系统选项，也可以去掉块设备里面列出的关于ramdisk的相关选项。

这里是可以指定你的rootfs的目录的，内核会将其与img镜像编在一起， 生成的initramfs根文件系统镜像在Linux源码树的usr目录下。名字叫initramfs\_data.cpio.gz，它是gz格式的压缩文件。我的一个6.6M的rootfs和2.5的img，合并之后只有大概5M左右，比较理想。这对于Flash大小敏感的项目来说，是一个很理想的选择。

在作为前期内核调试的时候，这个方法应该是十分实用的，可以不要在去单独编译根文件系统。

具体可以参照[http://www.arm9home.net/simple/index.php?t5645.html][http_www.arm9home.net_simple_index.php_t5645.html]

相应的在uboot中的配置可以修改为

1.  bootargs=root=/dev/ram0 rw console=ttyS0,115200 mem=64mb
2.  bootcmd=mtdparts default; nand read 0x40008000 0x100000 0x800000; bootm 0x40008000;

这里也就是只要读一个uImage就行了，已经包含了rootfs镜像了。