Linux--Ext2文件系统.ppt

1、Linux文件系统,文件系统指文件存在的物理空间。在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的最重要特征之一就是支持多种文件系统，这样它更加灵活，并可以和许多其它种操作系统共存。,Virtual File System（虚拟文件系统）使得Linux可以支持多个不同的文件系统。由于系统已将Linux文件系统的所有细节进行了转换，所以Linux核心的其它部分及系统中运行的程序将看到统一的文件系统。,Linux的虚拟文件系统允许用户同时能透明地安装许多不同的文件系统。虚拟文件系统是为Linux用户提供快速且高效的文件访问服务而设计的。,常用Linux文件系统,

2、Linux系统核心可以支持十多种文件系统类型： JFS、 ext、ext2、ext3、 ISO9660、XFS、Minx、MSDOS、UMSDOS、 VFAT、NTFS、 HPFS、 NFS、SMB、SysV、PROC、 romfs等。,Linux引导启动时，默认使用的文件系统是根文件系统。装载根文件系统也是引导系统启动过程的最后一个步骤。 文件系统包含两大类：根文件系统和附加文件系统。 根文件系统是操作系统至少应该引导的一个文件系统，它包含了构建整个操作系统的基本程序和相关目录 附加文件系统则是除了根文件系统之外的所有文件系统，本身无法直接使用，需要挂载到根文件系统的某个目录下方可使用。,2

3、5,根文件系统描述,26,根文件系统呈倒挂树状层次结构，一般包括如下几个目录：/etc、 /dev、/usr、/bin、 /var等。 如下图所示：,根文件系统目录结构,27,各目录功能如下：,嵌入式Linux常用文件系统,Flash Memory简介 Flash Memory上的两种技术 NAND：串行；顺序读取；适合大容量；通常需MTD NOR ：并行；随机读取；适合数据或程序存储；XIP； 在嵌入式中常见的文件系统有cramfs、romfs、jffs、yaffs、Ext2fs 等 。,Ext2fs,第二版扩展文件系统（Ext2fs）的优点 Ext2fs支持达4 TB的内存（Ext是2G）

4、。 Ext2fs文件名称最长可以到1012个字符。 当创建文件系统时，管理员可以选择逻辑块的大小（通常大小可选择 1024、2048和4096字节）。 Ext2fs实现快速符号链接：不需要为此目的而分配数据块，并且将目标名称直接存储在索引节点表中，这使性能有所提高，特别是在速度上。,Ext2fs,Ext2磁盘数据结构,文件系统,文件系统的一个主要任务是管理逻辑块的分配和回收 一个分区的所有块都有一个从0开始计数的全局块号，这些块被聚在一起分成几个大的块组，每个块组中有多少个块是固定的。 EXT2管理的这组逻辑块用于存放文件，每个文件占用一系列的逻辑块。每个文件的长度都是按块取整,任何Ext2分

5、区中的第一个块从不受Ext2文件系统的管理，因为这一块是为分区的启动 扇区所保留的。 Ext2分区的其余部分分成块组(block group每个块组的分布图,超级块,EXT2文件系统的超级块一共有1024字节，它存储在引导块的后面。文件系统管理器利用它们来使用和维护文件系统。 超级块中含有文件系统的布局信息，其主要功能是给出文件系统不同部分的大小形状。如给定块大小、I节点总数、每组内I节点数、空闲块和空闲I节点数等。 在Linux启动时，根设备中的超级块被读入内存，存放在ext2-super block结构中。,组描述符,EXT2将一个分区分成若干个块组，每一个块组都用一个称之为ext2Jgr

6、oupes desc的组描述符结构进行描述，一个分区所有块组的描述符集中到一起形成组描述符表。 组描述符用于存储文件系统中某个块组的一些重要信息的位置以及该块组的空间使用情况，主要包括块组的数据块分配位图所在数据块的编号、块组的inode分配位图所在的数据块的编号和该块组的mode表所存放的第1个数据块的编号，同时组描述符中也存储了该块组的空闲数据块数、空闲mode数和目录数。,I节点(inode),EXT2文件系统中的每一个文件都用一个称之为inode的结构来描述，同一个块组中的文件所对应的inode组合到一起形成一个块组的inode表。 在inode中存储了对应文件的属性、访问控制信息以及

7、文件所占用的逻辑块在块组中的编号。所以访问inode是文件系统定位一个文件的基本途径。,位图,EXT2文件系统用位图来管理逻辑块和I节点的使用情况，位图分为块位图和I节点位图。 每个块组都有一个块位图，用来描述本块组中数据块的使用状况。块位图占用一个磁盘块，当某位为“1”时，表示对应磁盘块空闲，为0，时表示对应磁盘块被占用。,inode位图反映了inode表中各个表项的使用情况，其使用方法与块位图类似。I节点位图也占用一个磁盘块，当它为“0时，表示组内某个对应的I节点空闲，为“1”时表示已被占用。,位图使系统能够快速地分配I节点和数据块，保证同一文件的数据块尽量能在磁盘上连续存放，大大地提高了

8、系统的实时性能。,目录结构,在文件系统中，用inode号表示一个文件是方便的，但对用户来说，用inode号表示文件又不方便，用户更习惯用文件名来表示文件。因此文件系统还需要提供一种机制完成文件名到mode号之间的转换，这种机制叫目录。 当然也可利用目录组织一个文件系统中的文件，以方便用户的使用和管理。,EXT2的目录是简单的、具有固定格式的特殊文件，它们也用inode描述。 一个目录就是一个目录项结构的数组，每一 个目录项由一个ext2_dir_entry结构进行描述。该结构最主要的内容就是该目录下的文件名或子目录到inode号的对应关系。,MTD设备与JFFS文件系统,JFFS2是比较常用的

9、嵌入式日志文件系统。JFFS2 因为有以下这些 优点而在无盘嵌入式设备中越来越受欢迎： JFFS2 在扇区级别上执行闪存擦除写读操作要比 Ext2 文件系统好。 JFFS2 提供了比 Ext2fs 更好的崩溃掉电安全保护。当需要更改少量数据时，Ext2 文件系统将整个扇区复制到内存（DRAM）中，在内存中合并新数据，并写回整个扇区。这意味着为了更改单个字，必须对整个扇区（64 KB）执行读擦除写例程 这样做的效率非常低。要是运气差，当正在 DRAM 中合并数据时，发生了电源故障或其它事故，那么将丢失整个数据集合，因为在将数据读入 DRAM 后就擦除了闪存扇区。JFFS2 附加文件而是重写整个扇

10、区，并且具有崩溃掉电安全保护这一功能。,MTD设备与JFFS文件系统,这可能是最重要的一点：JFFS2 是专门为象闪存芯片那样的嵌入式设备创建的，所以它的整个设计提供了更好的闪存管理。 除了JFFS2之外，另外一种的嵌入式文件系统的选择是YAFFS2.但是目前国内做这个相关的人较少。,Linux下常用文件系统结构 ：,NFS文件系统（1）,NFS为Network File System的简称，最早是由Sun公司提出发展起来的，其目的就是让不同的机器、不同的操作系统之间通过网络可以彼此共享文件。NFS可以让不同的主机通过网络将远端的NFS服务器共享出来的文件安装到自己的系统中，从客户端看来，使用NFS的远端文件就像是使用本地文件一样。在嵌入式中使用NFS会使应用程序的开发变得十分方便，并且不用反复地进行烧写映像文件。 NFS的使用分为服务端和客户端，其中服务端是提供要共享的文件而客户端则通过挂载（“mount”）这一动作来实现对共享文件的访问操作。下面主要介绍NFS服务端的使用。在嵌入式开发中，通常NFS服务端在宿主机上运行，而客户端在目标板上运行。,NFS文件系统（2）,NFS服务端是通过读入它的配置文件“/etc/exports”来决定所