Linux 根文件系统(rootfs)详解

Linux 根文件系统（rootfs） 文件系统是指在一个磁盘（包括光盘、软盘、闪盘及其它存储设备）或分区中的目录结构。一个可应用的磁盘设备可以包含一个或多个文件系统。如果您想进入一个文件系统，首先您要做的是挂载（mount）文件系统；为了挂载（mount）文件系统，您必须指定一个挂载点。 在 Linux 中，rootfs 是必不可少的。PC 上主要实现有 ramdisk 和直接挂载 HD（硬盘）上的根文件系统；嵌入式中一般不从 HD 启动，而是从 Flash 启动，最简单的方法是将 rootfs load 到 RAM 的 RAMDisk，稍复杂的就是直接从 Flash 读取的 Cramfs，更复杂的是在 Flash 上分区，并构建 JFFS2 等文件系统。 RAMDisk 将制作好的 rootfs 压缩后写入 Flash，启动的时候由 Bootloader load 到 RAM，解压缩，然后挂载到 /。这种方法操作简单，但是在 RAM 中的文件系统不是压缩的，因此需要占用许多嵌入式系统中稀有资源 RAM。 ramdisk 就是用内存空间来模拟出硬盘分区，ramdisk 通常使用磁盘文件系统的压缩存放在 flash 中，在系统初始化时，解压缩到 SDRAM 并挂载根文件系统。在 Linux 系统中，ramdisk 有二种，一种就是可以格式化并加载，在 Linux 内核 2.0/2.2 就已经支持，其不足之处是大小固定；另一种是 2.4 的内核才支持，通过 ramfs 来实现，他不能被格式化，但用起来方便，其大小随所需要的空间增加或减少，是目前 Linux 常用的 ramdisk 技术。 initrd 是 RAMDisk 的格式，kernel 2.4 之前都是 image-initrd，Kernel 2.5 引入了 cpio-initrd，大大简化了 Linux 的启动过程，附合 Linux 的基本哲学：Keep it simple, stupid（KISS）。不过 cpio-initrd 作为新的格式，还没有经过广泛测试，嵌入式 Linux 中主要采用的还是 image-initrd。 Cramfs 是 Linus 写的很简单的文件系统，有很好的压缩率，也可以直接从 Flash 上运行，不须 load 到 RAM 中，因此节约了 RAM。但是 Cramfs 是只读的，对于需要运行写操作的应用程序来说是不适合的。 在 Linux 中，文件系统的实现有多种，包括 ramdisk、Cramfs、JFFS2 等。ramdisk 是使用内存空间来模拟出硬盘分区的文件系统，Cramfs 是一个简单的只读文件系统，JFFS2 是一个 Journaling 文件系统。每种文件系统都有其优缺点，选择哪种文件系统取决于具体的应用场景和需求。 在嵌入式 Linux 中，文件系统的选择取决于 Flash 的大小和 RAM 的大小。如果 Flash 足够大，可以选择 Cramfs 或 JFFS2 等文件系统；如果 RAM 足够大，可以选择 ramdisk 文件系统。文件系统的选择需要考虑到具体的应用场景和需求，选择合适的文件系统可以提高系统的性能和可靠性。