linux中romfs的详解 Romfs是一种相对简单、占用空间较少的文件系统。 空间的节约来自于两个方面：首先内核支持Romfs文件系统比支持 ext2文件系统需要更少的代码；其次romfs文件系 统相对简单，在建立文件系统超级块（Superblock）需要更少的存储空间。 Romfs是只读的文件系统，禁止写操作，因此系统同时需要虚拟盘（RAMDISK）支持临时文件和数据文件的存储。 对ROMFS文件系统的分析 引言：ROMFS是在嵌入式设备上常用的一种文件系统，具备体积小，可靠性好，读取速度快等优点。同时支持目录， 符号链接，硬链接，设备文件。但也有其局限性。ROMFS是一种只读文件系统，同时由于ROMFS本身设计上的原因，使 得ROMFS支持的最大文件不超过256M。本文讨论了ROMFS的原理，并针对其代码做了详细的分析，指出了ROMFS的优缺点并做了相应的改进。Linux, uclinux都支持ROMFS文件系统。除ROMFS外，其它常用的嵌入式设备的文件系统还有 CRAMFS，JFFS2等，它们各有特色。 1．ROMFS文件系统的特点 ROMFS是一种只读的文件系统，它使用顺序存储方式，所有数据，包括目录，链接等都按目录树的顺序存放。相对于EXT2等较大型的文件系统而言，ROMFS非常节省空间。通常ROMFS用在嵌入式设备中作为根文件系统，或者用于保存boot loader以便引导系统启动。 2．ROMFS文件系统的数据存储方式 设计一个文件系统首先要确定它的数据存储方式。不同的数据存储方式对文件系统占用空间，读写效率，查找速度等主要性能有极大影响。ROMFS是一种只读的文件系统，它使用顺序存储方式，所有数据都是顺序存放的。因此ROMFS中的数据一旦确定就无法修改，这是ROMFS只能是一种只读文件系统的原因，它的数据存储方式决定了无法对ROMFS进行写操作。由于采用了顺序存放策略，ROMFS中每个文件的数据都能连续存放，读取过程中只需要一次寻址操作，进而就可以读入整块数据，因此ROMFS中读取数据效率很高。 整个ROMFS文件系统的布局如下： ROMFS的首部 前八个字节是文件系统的名字，在这里是”-rom1fs-“, 8-11字节存放该文件系统大小，12-15字节为前512字节的校验和，从16字节开始是文件系统的卷名，卷名的长度必须的16字节的整数倍，不足的部分可以用‘0’填充。 ROMFS的首部是ROMFS的超级块信息，操作系统通过超级块来识别文件系统的类型。首部之后就是实际的数据，包括目录，普通文件，设备文件，硬链接等。ROMFS支持所有这些类型的文件。 3.ROMFS的主要数据结构 ROMFS的数据结构比较简单，主要有文件系统结构和文件结构两种数据结构。 ROMFS的文件系统结构如下： struct romfs_super_block { __u32 word0; __u32 word1; __u32 size; __u32 checksum; char name[0]; /* volume name */ }; 该结构用于识别整个ROMFS文件系统，大小为512字节，word0初始值为'-','r','o','m'，word1初始值为 '-','1','f','s'，通过这两个字操作系统确定这是一个ROMFS文件系统。size字段用于记录整个文件系统的大小，理论上ROMFS大小最多可以达到4G。checksum是前512字节的校验和，用于确认整个文件系统结构数据的正确性。前面4个字段占用了16字节，剩下的都可以用作文件系统的卷名，如果整个首部不足512怎么算圆的周长字节便用0填充，以保证首部符合16字节对齐的规则。 ROMFS的文件结构如下： struct romfs_inode { __u32 next; /* low 4 bits e ROMFH_ */ __ u32 spec; __u32 size; __u32 checksum; char name[0]; }; 少代会next 字段是下一个文件的偏移地址，该地址的后4位是保留的，用于记录文件模式信息，其中前两位为文件类型，后两位则标识该文件是否为可执行文件。因此ROMFS用于文件寻址的字段实际上只有28bit，所以ROMFS中文件大小不能超过256M。spec字段用于标识该文件类型。目前ROMFS支持的文件类型包括普通文件，目录文件，符号链接，块设备和字符设备文件。size是文件大小，checksum是校验和，校验内容包括文件名，填充字段。name是文件名首地址，文件名长度必须保证16字节对齐，不足的部分用可以0填充。 4.ROMFS的实现 在Linux系统中定义一个文件系统首先要定义相应的file_system_type以及读取超级块的函数。 static DECLARE_FSTYPE_DEV(romfs_fs_type,"romfs",romfs_read_super); 具体到ROMFS本身，这两个对象分别 是romfs_fs_type和romfs_read_super，文件系统名为"romfs",通过宏DECLARE_FSTYPE_DEV来实现对 romfs_fs_type的定义以及初始化工作。此外还需要实现对目录，文件的读写操作。 在Linux对ROMFS的实现中，比较重要的数据结构如下： 超级块操作表 static struct super_operations romfs_ops = { read_inode: romfs_read_inode, statfs: romfs_statfs,}; 页操作表 static struct address_space_operations romfs_aops = { readpage: romfs_readpage}; 常规文件操作表 static struct file_operations romfs_dir_operations = { read: generic_read_dir, readdir: romfs_readdir,}; 索引节点操作表 static struct inode_operations romfs_dir_inode_operations = 怎样长高男生 { lookup: romfs_lookup,}; romfs_read_super()用来读取ROMFS文件系统的首部，并利用该首部初始化一个超级块对象作为相应ROMFS的超级块，具体流程如下 1 初始化超级块。 A 设置一次读取的块大小并初始化超级块对象某些域。 B 从指定ROMFS中读取第0块到一个缓冲区。bh=sb_bread(s, 0)，其中s是文件系统的超级块对象。ROMFS的文件系统结构被保存到缓冲区bh中。 C 取出ROMFS的文件系统结构，rsb = (struct romfs_super_block *)bh->b_data，rsb是一个 romfs_super_block结构，用以保存该ROMFS的文件系统结构的数据。然后对该数据进行检验，确定其文件系统类型，检验和，文件系统大小。 D 继续初始化超级块对象某些域，比较重要的是s_magic = ROMFS_MAGIC和s_flags |= MS_RDONLY，分别表明了该超级块的magic签名和s_flags参数，此处它们分别表示该文件系统类型为romfs，并且是只读文件系统。 2 给超级块对象的操作表赋值（s->s_op = &romfs_ops） 3 为根目录分配目录项 s->s_root = d_alloc_root(iget(s,sz), sz成事不足为文件系统开始偏移。 京东自营是什么意思 超级块操作表中romfs文件系统实现了两个函数 static struct super_operations romfs_ops = { read_inode: romfs_read_inode, statfs: romfs_statfs, }; 圆脸适合的发型图片函数romfs_read_inode是从ROMFS中读取一个inode索引节点对象并进行一些初始化工作，具体流程如下： 1 根据inode参数寻找对应的索引节点。 2 初始化索引节点某些域 3 根据该inode对应的文件的访问权限和类别来设置索引节点的相应操作表 A 如果是目录文件则将索引节点操作表设为i_>i_op=&romfs_dir_inode_operations；文件操作表设置为i->i_fop=&romfs_dir_operations。 B 如果是常规文件，则将文件操作表设置为i->i_fop=&generic_ro_fops；将页高诉缓存表设置为 i->i_data.a_ops=&romfs_aops；由于romfs是只读文件系统，它在对常规文件操作时不需要索引节点操作，如mknod，link等，因此不用设置索引节点操作表。 对常规文件的操作也只需要使用内核提供的通用函数表 generic_ro_fops ，它包含基本的三种常规文件操作： llek: generic_file_llek, read: generic_file_read, mmap: generic_file_mmap, 这几种函数是块设备读取的通用函数，它们可以实现对ROMFS中常规文件的读取，寻址等操作。 C 如果是符号链接文件，则将索引节点操作表设置为 i->i_op = &page_symlink_inode_operation; page_symlink_inode_operations是通用的符号链接操作表。同时还需要实现页高速缓存操作， 因此将页高速缓存表设置为i->i_data.a_ops=&romfs_aops。 D 如果是套接字或管道则进行特殊文件初始化操作init_special_inode(I,ino,nextfh); 函数romfs_statfs用于提取一些ROMFS的基本信息，包括文件系统大小，卷名等。相对而言非常简单。 |
niutao@niutao:~/kernel/romfs$ ls hello.img niutao@niutao:~/kernel/romfs$ file hello.img hello.img: romfs filesystem, version 1 208 bytes, named rom 49e05ac0. niutao@niutao:~/kernel/romfs$ sudo mount -o loop hello.img /mnt niutao@niutao:~/kernel/romfs$ cd /mnt/ niutao@niutao:/mnt$ ls hello.c niutao@niutao:/mnt$ |
niutao@niutao:~/kernel/romfs$ ls hello.c niutao@niutao:~/kernel/romfs$ genromfs -f hello.img niutao@niutao:~/kernel/romfs$ ls hello.c hello.img |
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