文件系统介绍

KWH

原贴：https://blog.csdn.net/silent123go/article/details/52642841
一、linux文件系统结构

（1）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。
（2）在嵌入式Linux下，MTD(Memory Technology Device,存储技术设备)为底层硬件(闪存)和上层(文件系统)之间提供一个统一的抽象接口，即Flash的文件系统都是基于MTD驱动层的。
（3）使用MTD驱动程序的主要优点在于，它是专门针对各种非易失性存储器(以闪存为主)而设计的，因而它对Flash有更好的支持、管理和基于扇区的擦除、读/写操作接口。

二、linux文件系统与根文件系统
1.文件系统
文件系统决定了数据在磁盘上的存储和访问方式，不同的存储介质有着不同的特性，需要选择适当的文件系统。Norflash一般使用jffs2，Nandflash早期使用的是yaffs2，现在一般使用ubifs，因为随着技术的进步Nandflash的容量越来越大，yaffs2已经hold不住了。而mmc我们现在使用的是ext4文件系统。

2.根文件系统
       根文件系统是一种特殊的文件系统，特殊就在于它必须有目录结构。
       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。成功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。
        根文件系统之所以在前面加一个”根“，说明它是加载其它文件系统的”根“，既然是根的话，那么如果没有这个根，其它的文件系统也就没有办法进行加载的。它包含系统引导和使其他文件系统得以挂载（mount）所必要的文件。根文件系统包括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。  

3.常见文件系统
1.JFFS2日志闪存文件系统版本2 (Journalling Flash FileSystem v2)
            JFFS文件系统最早是由瑞典Axis Communications公司基于Linux2.0的内核为嵌入式系统开发的文件系统。JFFS2是RedHat公司基于JFFS开发的闪存文件系统，最初是针对RedHat公司的嵌入式产品eCos开发的嵌入式文件系统，所以JFFS2也可以用在Linux, uCLinux中。
            主要用于NOR型闪存，基于MTD驱动层。
            优点：可读写的、支持数据压缩的、基于哈希表的日志型文件系统，并提供了崩溃/掉电安全保护，提供“写平衡”支持等。
            缺点：主要是当文件系统已满或接近满时，因为垃圾收集的关系而使jffs2的运行速度大大放慢。
            目前jffs3正在开发中。关于jffs系列文件系统的使用详细文档，可参考MTD补丁包中mtd-jffs-HOWTO.txt。
            jffsx不适合用于NAND闪存，主要是因为NAND闪存的容量一般较大，这样导致jffs为维护日志节点所占用的内存空间迅速增大，另外，jffsx文件系统在挂载时需要扫描整个FLASH的内容，以找出所有的日志节点，建立文件结构，对于大容量的NAND闪存会耗费大量时间。
2.yaffs：Yet Another Flash File System
            yaffs/yaffs2是专为嵌入式系统使用NAND型闪存而设计的一种日志型文件系统。与jffs2相比，它减少了一些功能(例如不支持数据压缩)，所以速度更快，挂载时间很短，对内存的占用较小。
            另外，它还是跨平台的文件系统，除了Linux和eCos，还支持WinCE, pSOS和ThreadX等。
            yaffs/yaffs2自带NAND芯片的驱动，并且为嵌入式系统提供了直接访问文件系统的API，用户可以不使用Linux中的MTD与VFS，直接对文件系统操作。当然，yaffs也可与MTD驱动程序配合使用。
            yaffs与yaffs2的主要区别：yaffs仅支持小页(512 Bytes) NAND闪存，yaffs2则可支持大页(2KB) NAND闪存。同时，yaffs2在内存空间占用、垃圾回收速度、读/写速度等方面均有大幅提升。
3.nfs网络文件系统
            NFS是由Sun开发并发展起来的一项在不同机器、不同操作系统之间通过网络共享文件的技术。
            在嵌入式Linux系统的开发调试阶段，可以利用该技术在主机上建立基于NFS的根文件系统，挂载到嵌入式设备，可以很方便地修改根文件系统的内容。
4.ubifs(UnsortedBlock Image File System,UBIFS)无排序区块图像文件系统
            UBIFS可以认为是JFFS2文件系统的下一代。最早在2006年由IBM与Nokia的工程师ThomasGleixner，ArtemBityutskiy所设计，专门为了解决MTD（MemoryTechnology Device）设备所遇到的瓶颈。由于NandFlash容量的暴涨，YAFFS等皆无法再去控制NandFlash的空间。UBIFS通过子系统UBI处理与MTDdevice之间的动作。
            UBIFS在设计与性能上均较YAFFS2、JFFS2更适合NAND FLASH。UBIFS支持write-back,其写入的数据会被cache,直到有必要写入时才写到flash,大大地降低分散小区块数量并提高I/O效率。UBIFSUBIFS文件系统目录存储在flash上，UBIFSmount时不需要scan整个flash的数据来重新创建文件目录。支持on-the-flight压缩文件数据，而且可选择性压缩部份文件。另外UBIFS使用日志（journal），可减少对flashindex的更新频率。
5.ext4文件系统
             ext4和yaffs2是日志类型的文件系统。日志文件系统就是一种具有故障恢复能力的文件系统，它利用日志来记录尚未提交到文件系统的修改，以防止元数据破坏。
            一般来说,ext2或者ext4的文件系统不适用于nand flash，因为nand flash的读写特性，一般使用专为nand flash开发的文件系统，如yaffs2,jffs2,ubifs等。