嵌入式 Linux 下 NAND flash 上根文件系统的构建
嵌入式 Linux 系统的发展非常快,随着硬件技术的进步越来越多的嵌入式设备使用 Linux 作为操作系统,可以实现功能更强的应用。Linux 的内核在启动过程中会安装文件系统,是不可或缺的重要组成部分。在本文中,我们将以三星的 ARM9 2410S 为例,采用了 Linux 2.6.24 版本,说明如何在 NAND flash 存储器上构建文件系统。
一、嵌入式 Linux 及文件系统
文件系统有两个含义。一个是磁盘和磁盘机制的文件系统,即物理文件系统,另一个是用户能操作的逻辑文件系统。Linux 的一个特点是它支持很多不同的文件系统,如 JFS、ext、ext2、NTFS、Cramfs 等等。文件系统都会被烧录在某一个存储设备上。嵌入式设备往往选用 ROM、闪存(flash memory)等作为主要的存储设备。在嵌入式设备上选用哪种文件系统格式与闪存的特点是相关的。
目前在嵌入式设备上应用最广泛的 flash 是 NOR 和 NAND flash。NOR 的特点是可在芯片内执行,应用程序可以直接在 flash 内运行,不必再把代码读到系统 RAM 中。NOR 的传输效率很高,但写入和擦除的速度较低。NAND 结构能提供极高的单元密度,并且写入和擦除的速度也快,是高数据存储密度的最佳选择,但应用较复杂。不过很多操作系统包 括 Linux 部支持 NAND flash。
二、MTD 驱动层原理
MTD(Memory Technology Devices)是一种存储设备的驱动程序,用于访问和管理存储设备。MTD 驱动层是 Linux 内核中的一部分,负责管理存储设备的读写操作。MTD 驱动层的原理是将存储设备分为多个块,每个块都可以独立地读写。在 MTD 驱动层中,每个块都有一个唯一的标识符,用于标识每个块的位置和大小。
三、构建 YAFFS 和 Cramfs 文件系统
YAFFS(Yet Another Flash File System)是一种专门为 flash 存储设备设计的文件系统。YAFFS 文件系统的特点是可以在 flash 存储设备上实现高效的读写操作。Cramfs(Compressed ROM File System)是一种压缩的只读文件系统,用于存储较小的文件系统。
在构建 YAFFS 和 Cramfs 文件系统时,需要根据 NAND flash 的特点来选择合适的文件系统格式。例如,在 ARM9 2410S 平台上构建 YAFFS 文件系统,需要使用 MTD 驱动层来访问 NAND flash 存储设备。在构建 Cramfs 文件系统时,需要使用 gzip 压缩工具来压缩文件系统。
四、结论
嵌入式 Linux 系统的发展非常快,随着硬件技术的进步越来越多的嵌入式设备使用 Linux 作为操作系统,可以实现功能更强的应用。在本文中,我们介绍了如何在 NAND flash 存储器上构建文件系统,包括 MTD 驱动层原理和构建 YAFFS 和 Cramfs 文件系统的过程。这些知识点对于嵌入式 Linux 系统的开发有重要的参考价值。