其實,，每一種Linux" title="Linux">Linux嵌入式" title="嵌入式">嵌入式系統(tǒng)文件系統(tǒng)都有其不同的作用和特點，特別是系統(tǒng)文件,，它承載著系統(tǒng)是否可以安全運行，如果出現(xiàn)錯誤,，那么將導致系統(tǒng)退出,，嚴重影響我們的使用。嵌入式系統(tǒng)文件系統(tǒng)比較jffs2, yaffs, cramfs, romfs, ramdisk, ramfs/tmpfs,，Linux 支持多種文件系統(tǒng),，包括ext2、ext3,、vfat,、ntfs、iso9660,、jffs,、romfs和nfs等，為了對各類文件系統(tǒng)進行統(tǒng)一管理,，Linux引入了虛擬文件系統(tǒng)VFS(Virtual File System),，為各類文件系統(tǒng)提供一個統(tǒng)一的操作界面和應用編程接口。
Linux啟動時,，第一個必須掛載的是根文件系統(tǒng),；若系統(tǒng)不能從指定設備上掛載根文件系統(tǒng),，則系統(tǒng)會出錯而退出啟動。之后可以自動或手動掛載其他的文件系統(tǒng),。因此,，一個系統(tǒng)中可以同時存在不同的文件系統(tǒng)。
不同的嵌入式系統(tǒng)文件系統(tǒng)類型有不同的特點,，因而根據存儲設備的硬件特性,、系統(tǒng)需求等有不同的應用場合。在嵌入式Linux應用中,，主要的存儲設備為 RAM(DRAM, SDRAM)和ROM(常采用FLASH存儲器),，常用的基于存儲設備的文件系統(tǒng)類型包括：jffs2, yaffs, cramfs, romfs, ramdisk, ramfs/tmpfs等。
1. 基于FLASH的Linux嵌入式文件系統(tǒng)
Flash(閃存)作為嵌入式系統(tǒng)的主要存儲媒介,，有其自身的特性,。Flash的寫入操作只能把對應位置的1修改為0，而不能把0修改為1(擦除Flash就是把對應存儲塊的內容恢復為1),，因此,，一般情況下，向Flash寫入內容時,，需要先擦除對應的存儲區(qū)間,，這種擦除是以塊(block)為單位進行的。
閃存主要有NOR和NAND兩種技術(簡單比較見附錄),。Flash存儲器的擦寫次數是有限的,，NAND閃存還有特殊的硬件接口和讀寫時序。因此,，必須針對Flash的硬件特性設計符合應用要求的文件系統(tǒng),；傳統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)文件系統(tǒng)如ext2等，用作Flash的文件系統(tǒng)會有諸多弊端,。
在嵌入式Linux 下,，MTD(Memory Technology Device,存儲技術設備)為底層硬件(閃存)和上層(文件系統(tǒng))之間提供一個統(tǒng)一的抽象接口，即Flash的文件系統(tǒng)都是基于MTD驅動層的(參見上面的Linux下的文件系統(tǒng)結構圖),。使用MTD驅動程序的主要優(yōu)點在于,，它是專門針對各種非易失性存儲器(以閃存為主)而設計的，因而它對Flash有更好的支持,、管理和基于扇區(qū)的擦除、讀/寫操作接口,。順便一提,，一塊Flash芯片可以被劃分為多個分區(qū)，各分區(qū)可以采用不同的文件系統(tǒng),；兩塊Flash芯片也可以合并為一個分區(qū)使用,，采用一個文件系統(tǒng),。即文件系統(tǒng)是針對于存儲器分區(qū)而言的，而非存儲芯片,。
(1) jffs2
JFFS嵌入式系統(tǒng)文件系統(tǒng)最早是由瑞典 Axis Communications公司基于Linux2.0的內核為嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的文件系統(tǒng),。JFFS2是RedHat公司基于JFFS開發(fā)的閃存文件系統(tǒng)，最初是針對RedHat公司的嵌入式產品eCos開發(fā)的嵌入式文件系統(tǒng),，所以JFFS2也可以用在Linux, uCLinux中,。
Jffs2: 日志閃存嵌入式系統(tǒng)文件系統(tǒng)版本2 (Journalling Flash FileSystem v2)
主要用于NOR型閃存，基于MTD驅動層,，特點是：可讀寫的,、支持數據壓縮的、基于哈希表的日志型文件系統(tǒng),，并提供了崩潰/掉電安全保護，提供“寫平衡”支持等,。缺點主要是當文件系統(tǒng)已滿或接近滿時,，因為垃圾收集的關系而使jffs2的運行速度大大放慢。目前jffs3正在開發(fā)中,。關于jffs系列文件系統(tǒng)的使用詳細文檔,，可參考MTD補丁包中mtd-jffs-HOWTO.txt。
jffsx不適合用于NAND閃存主要是因為NAND閃存的容量一般較大,，這樣導致jffs為維護日志節(jié)點所占用的內存空間迅速增大,，另外，jffsx文件系統(tǒng)在掛載時需要掃描整個FLASH的內容,，以找出所有的日志節(jié)點,，建立文件結構，對于大容量的NAND閃存會耗費大量時間,。
(2) yaffs：Yet Another Flash File System
yaffs/yaffs2是專為嵌入式系統(tǒng)使用NAND型閃存而設計的一種日志型文件系統(tǒng),。與jffs2相比，它減少了一些功能(例如不支持數據壓縮),，所以速度更快,，掛載時間很短，對內存的占用較小,。另外,，它還是跨平臺的文件系統(tǒng)，除了Linux和eCos,，還支持WinCE, pSOS和ThreadX等,。
yaffs/yaffs2自帶NAND芯片的驅動，并且為嵌入式系統(tǒng)提供了直接訪問文件系統(tǒng)的API,，用戶可以不使用Linux中的MTD與VFS,，直接對文件系統(tǒng)操作,。當然，yaffs也可與MTD驅動程序配合使用,。
yaffs與yaffs2的主要區(qū)別在于,，前者僅支持小頁(512 Bytes) NAND閃存，后者則可支持大頁(2KB) NAND閃存,。同時,，yaffs2在內存空間占用、垃圾回收速度,、讀/寫速度等方面均有大幅提升,。
(3) Cramfs：Compressed ROM File System
Cramfs是Linux的創(chuàng)始人 Linus Torvalds參與開發(fā)的一種只讀的壓縮文件系統(tǒng)。它也基于MTD驅動程序,。在cramfs文件系統(tǒng)中,，每一頁(4KB)被單獨壓縮，可以隨機頁訪問,，其壓縮比高達2:1,為嵌入式系統(tǒng)節(jié)省大量的Flash存儲空間,，使系統(tǒng)可通過更低容量的FLASH存儲相同的文件，從而降低系統(tǒng)成本,。
Cramfs文件系統(tǒng)以壓縮方式存儲,，在運行時解壓縮，所以不支持應用程序以XIP方式運行,，所有的應用程序要求被拷到RAM里去運行,，但這并不代表比Ramfs需求的RAM空間要大一點，因為Cramfs是采用分頁壓縮的方式存放檔案,，在讀取檔案時,，不會一下子就耗用過多的內存空間，只針對目前實際讀取的部分分配內存,，尚沒有讀取的部分不分配內存空間,，當我們讀取的檔案不在內存時，Cramfs文件系統(tǒng)自動計算壓縮后的資料所存的位置,，再即時解壓縮到RAM中,。另外，它的速度快,，效率高,，其只讀的特點有利于保護文件系統(tǒng)免受破壞，提高了系統(tǒng)的可靠性,。由于以上特性,，Cramfs在嵌入式系統(tǒng)中應用廣泛。但是它的只讀屬性同時又是它的一大缺陷，使得用戶無法對其內容對進擴充,。Cramfs映像通常是放在Flash中,，但是也能放在別的文件系統(tǒng)里，使用loopback 設備可以把它安裝別的文件系統(tǒng)里,。
(4) Romfs
傳統(tǒng)型的Romfs文件系統(tǒng)是一種簡單的,、緊湊的、只讀的文件系統(tǒng),，不支持動態(tài)擦寫保存,，按順序存放數據，因而支持應用程序以 XIP(eXecute In Place,，片內運行)方式運行,，在系統(tǒng)運行時，節(jié)省RAM空間,。uClinux系統(tǒng)通常采用Romfs文件系統(tǒng),。其他嵌入式系統(tǒng)文件：fat/fat32也可用于實際嵌入式系統(tǒng)的擴展存儲器(例如PDA, Smartphone, 數碼相機等的SD卡)，這主要是為了更好的與最流行的Windows桌面操作系統(tǒng)相兼容,。ext2也可以作為嵌入式Linux的文件系統(tǒng),，不過將它用于 FLASH閃存會有諸多弊端。
2. 基于RAM的Linux嵌入式文件系統(tǒng)
(1) Ramdisk
Ramdisk是將一部分固定大小的內存當作分區(qū)來使用,。它并非一個實際的嵌入式系統(tǒng)文件，而是一種將實際的文件系統(tǒng)裝入內存的機制,，并且可以作為根文件系統(tǒng),。將一些經常被訪問而又不會更改的文件(如只讀的根文件系統(tǒng))通過Ramdisk放在內存中，可以明顯地提高系統(tǒng)的性能,。在Linux的啟動階段,，initrd提供了一套機制，可以將內核映像和根文件系統(tǒng)一起載入內存,。
(2)ramfs/tmpfs
Ramfs是Linus Torvalds開發(fā)的一種基于內存的文件系統(tǒng),，工作于虛擬文件系統(tǒng)(VFS)層，不能格式化,，可以創(chuàng)建多個,，在創(chuàng)建時可以指定其最大能使用的內存大小。(實際上,，VFS本質上可看成一種內存文件系統(tǒng),，它統(tǒng)一了文件在內核中的表示方式，并對磁盤文件系統(tǒng)進行緩沖,。)
Ramfs/tmpfs文件系統(tǒng)把所有的文件都放在RAM中,，所以讀/寫操作發(fā)生在RAM中，可以用ramfs/tmpfs來存儲一些臨時性或經常要修改的數據，例如/tmp和/var目錄,，這樣既避免了對Flash存儲器的讀寫損耗,，也提高了數據讀寫速度。Ramfs/tmpfs相對于傳統(tǒng)的Ramdisk的不同之處主要在于：不能格式化,，嵌入式系統(tǒng)文件大小可隨所含文件內容大小變化,。Tmpfs的一個缺點是當系統(tǒng)重新引導時會丟失所有數據。
3. 網絡文件系統(tǒng)NFS (Network File System)
NFS是由Sun開發(fā)并發(fā)展起來的一項在不同機器,、不同操作系統(tǒng)之間通過網絡共享文件的技術,。在嵌入式Linux系統(tǒng)的開發(fā)調試階段，可以利用該技術在主機上建立基于NFS的根文件系統(tǒng),，掛載到嵌入式設備,，可以很方便地修改根文件系統(tǒng)的內容。以上討論的都是基于存儲設備的文件系統(tǒng)(memory-based file system),，它們都可用作Linux的根文件系統(tǒng),。實際上，Linux還支持邏輯的或偽文件系統(tǒng)(logical or pseudo file system),，例如procfs(proc文件系統(tǒng)),，用于獲取系統(tǒng)信息，以及devfs(設備文件系統(tǒng))和sysfs,，用于維護設備文件,。