linux模拟文件系统

1. 如何制作 linux 文件系统

一、什么是文件系统 （Filesystem）
文件系统是包括在一个磁盘（包括光盘、软盘、闪盘及其它存储设备）或分区的目录结构；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。

二、主要嵌入式采用的文件系统
Linux 中，rootfs 是必不可少的。PC 上主要实现有 ramdisk 和直接挂载 HD（Harddisk，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，有很好的压缩绿，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，对于需要运行时修改的目录（如： /etc， /var， /tmp）多有不便，因此，一般将这些目录做成ramfs 等可写的 fs.
SquashFS 是对 Cramfs 的增强。突破了 Cramfs 的一些限制，在 Flash 和 RAM 的使用量方面也具有优势。不过，据开发者介绍，在性能上可能不如 Cramfs.这也是一种新方法，在嵌入式系统采用之前，需要经过更多的测试

三、建一个包含所有文件的目录
1、建一个目录rootfs 用来装文件系统
2、mkdir bin dev etc lib proc sbin tmp usr var
3、ln -fs bin/busybox linuxrc（使用busybox）
4、到系统 /dev 把所有的device打一个包，拷贝到 dev下面（最省事的做法）；或者使用mknod来自己建所需要的device，我自己用的如下：
crw-rw-rw- 1 root root 5， 1 2006-02-24 13：12 console crw-rw-rw- 1 root root 5， 64 2006-02-24 13：12 cua0 crw-rw-rw- 1 root root 63， 0 2006-02-24 13：12 dk0 crw-rw-rw- 1 root root 63， 1 2006-02-24 13：12 dk1 drwxr-xr-x 2 root root 4096 2006-02-24 13：12 flash brw-rw-rw- 1 root root 3， 0 2006-02-24 13：12 hda crw-rw-rw- 1 root root 36， 10 2006-02-24 13：12 ipsec crw-rw-rw- 1 root root 241， 0 2006-02-24 13：12 ixNpe crw-rw-rw- 1 root root 1， 2 2006-02-24 13：12 kmem crw-rw-rw- 1 root root 126， 0 2006-02-24 13：12 ledman lrwxrwxrwx 1 root root 16 2007-09-19 14：08 log -> /tmp/var/log/log crw-rw-rw- 1 root root 1， 1 2006-02-24 13：12 mem crw-rw-rw- 1 root root 90， 0 2006-02-24 13：12 mtd0 brw-rw-rw- 1 root root 31， 0 2006-02-24 13：12 mtdblock0 brw-rw-rw- 1 root root 31， 1 2006-02-24 13：12 mtdblock1 brw-rw-rw- 1 root root 31， 2 2006-02-24 13：12 mtdblock2 brw-rw-rw- 1 root root 31， 3 2006-02-24 13：12 mtdblock3 brw-rw-rw- 1 root root 31， 4 2006-02-24 13：12 mtdblock4 brw-rw-rw- 1 root root 31， 5 2006-02-24 13：12 mtdblock5 brw-rw-rw- 1 root root 31， 6 2006-02-24 13：12 mtdblock6 crw-rw-rw- 1 root root 90， 1 2006-02-24 13：12 mtdr0 crw-rw-rw- 1 root root 1， 3 2006-02-24 13：12 null crw-rw-rw- 1 root root 108， 0 2006-02-24 13：12 ppp crw-r——r—— 1 root root 5， 2 2006-03-29 15：56 ptmx drwxr-xr-x 2 root root 4096 2006-03-29 15：56 pts crw-rw-rw- 1 root root 2， 0 2006-02-24 13：12 ptyp0 brw-rw-rw- 1 root root 1， 0 2006-02-24 13：12 ram0 crw-rw-rw- 1 root root 1， 8 2006-02-24 13：12 random crw-rw-rw- 1 root root 5， 0 2006-02-24 13：12 tty crw-rw-rw- 1 root root 4， 0 2006-02-24 13：12 tty0 crw-rw-rw- 1 root root 3， 0 2006-02-24 13：12 ttyp0 crw-rw-rw- 1 root root 4， 64 2006-02-24 13：12 ttyS0 crw-rw-rw- 1 root root 1， 9 2006-02-24 13：12 urandom crw-rw-rw- 1 root root 1， 5 2006-02-24 13：12 zero举例： mknod console c 5 1 这样 crw-rw-rw- 1 root root 5， 1 2006-02-24 13：12 console
5、将编译好的busybox拷贝到/bin下面，除了busybox外，所有其他的命令都是他的link
ash chgrp clear dd echo fgrep gzip ip ls modprobe mv ping pwd sed stty tar true zcat busybox chmod cp df egrep grep hostname kill mkdir more netstat ping2file rm sh sync tftp umount cat chown date dmesg false gunzip ifconfig ln mknod mount pidof ps rmdir sleep sysinfo touch uname
所有的命令你可以在busybox下面用make menuconfig来增减
6、同样/sbin下面也是busybox的link
halt ifconfig init insmod klogd losetup lsmod mkswap modprobe reboot rmmod route swapoff swapon
[NextPage]
7、同样/usr/bin下面也是busybox的link
basename dirname env free id logger reset tail tr tty uptime which xargs
awk cut expr head killall mkfifo sort test traceroute uniq wc whoami yes
上面几乎是最全的link，各个看官可以酌情删减，不过link也不占什么空间！
8、同样/usr/sbin下面放着所有编译完的可执行文件，具体就不多说了
9、非常重要之/lib，务必重视
找到你编译环境的target目录，把需要的lib文件先用strip压缩（非target目录下的，而已编译环境提供的strip），先把最基本的libc， ld等等，必须同样做跟target/lib里面一样的link.
然后根据特定的应用加相应的lib，不要把不用的加进去，lib比较占空间。

10、在/etc下面加上需要的配置文件，最最重要的是rcS
#！/bin/sh export PATH=/sbin：/bin：/usr/sbin：/usr/bin：/usr/sbin/scripts UTC=yes mount -n -t proc proc /proc mount -n -t ramfs ramfs /tmp mount -n -t devpts devpts /dev/pts # build var directories /bin/mkdir -m 0777 /tmp/var /bin/mkdir -m 0777 /var/lock /bin/mkdir -m 0777 /var/log /bin/mkdir -m 0777 /var/run /bin/mkdir -m 0777 /var/tmp #/bin/mkdir -m 0777 /tmp/etc #/bin/cp -a /usr/etc//etc #/bin/cp -a /usr/dev//dev/ # loads the NPE ethernet moles into the kernel. insmod /lib/moles/2.6.13.2/intel/ixp400.ko # Firmware code for NPE Engine. cat /etc/IxNpeMicrocode.dat > /dev/ixNpe insmod /lib/moles/2.6.13.2/intel/ixp400_eth.ko netdev_max_backlog=500 insmod /lib/moles/led.ko insmod /lib/moles/push_button.ko下面的具体应用没有再举例加上了，这个是系统init必须的。
其他的情况类似如此了，下面里面给了一个lunksys的GPL项目的target.

四、生成一个ramdisk
#！/bin/sh MODULE_NAME=ramdisk RAMPATH=`pwd` TMPPATH=${RAMPATH}/tmp SOURCE=${RAMPATH}/……/target if [ ！ -d ${TMPPATH} ] then mkdir ${TMPPATH} fi if [ `whoami` ！= 'root' ] then { echo "You should run the shell as root， Please rerun as a root." echo "Aborting." exit 1 } fi # Clear in tmp path rm -rf ${TMPPATH}/tmpmnt rm -rf ${TMPPATH}/ramrootfs mkdir ${TMPPATH}/tmpmnt # Clear the old ramdisk rm -f ${RAMPATH}/$MODULE_NAME # Make a temp file which size is suitable dd if=/dev/zero of=${TMPPATH}/ramrootfs bs=1k count=6144 # Create a ext2 filesystem mke2fs -F -m 0 -i 2000 ${TMPPATH}/ramrootfs # Mount it to tmpmnt/ mount -o loop -t ext2 ${TMPPATH}/ramrootfs ${TMPPATH}/tmpmnt # Copy everything from kernel to this. cd ${TMPPATH}/tmpmnt echo ${SOURCE} cp -av ${SOURCE}/. cd ${TMPPATH} # Unmount it the ext2 filesystem umount ${TMPPATH}/tmpmnt cat ${TMPPATH}/ramrootfs | gzip -9 > /${RAMPATH}/ramdisk echo Copying ramdisk image to ${RAMPATH} sync这里给出一个自动生成脚本！

五、生成一个cramfs
找到cramfs的toolchain./mkcramfs -r $（FS1_DIR） $（FS_NAME）。1
六、生成一个mksquashfs
找到squashfs的toolchain./mksquashfs $（FS_DIR） $（FS_NAME） -noappend -be -lzma -no-fragments -noI
做文件系统最困难和最可能出问题的地方是在/lib库和/dev方面，请大家多注意这两方面。

2. 什么是虚拟文件系统优点是什么Linux常用的文件系统是什么

你好
虚拟文件系统(vfs)是由sun
icrosystems公司在定义网络文件系统(nfs)时创造的。它是一种用于网络环专境的分布式属文件系统，是允许和操作系统使用不同的文件系统实现的接口。
优点是：
vfs使linux同时安装、支持许多不同类型的文件系统成为可能。vfs拥有关于各种特殊文件系统的公共界面，如超级块、inode、文件操作函数入口等。实际文件系统的细节，统一由vfs的公共界面来索引，它们对系统核心和用户进程来说是透明的。
linux
中经常使用
reiserfs
文件系统

3. windows下用C++模拟Linux的文件系统，要求分配4MB空间给文件系统，每个block大小为1KB

建议：
1. 如果想要学习Linux系统，可以在Windows 下安装VMware Workstation 8软件，然后在其中安装Linux系统；
2. 在VMware安装Linux系统，安装方式如下：
2.1 如果使用光盘安装，选择Install Disc从DVD/CDA驱动器，选择Easy模式（简易模式），因为VMware可以认出这些操作系统，开始安装即可，非常简单；
2.2. 如果使用虚拟光碟安装，需要格式为.iso格式，选择“Installer disc image file(iso)”，也是使用Easy模式（简易模式）安装即可；
2.3 推荐使用VMware虚拟光驱方式，这对于Linux初学者还是想进行测试的人员都比较有好处，不用担心自己的操作引起严重的系统问题;
3. 根据自己的实际情况选择安装方式即可；
4. 不推荐直接安装双系统，因为Linux和Windows系统文件格式不一样，不能够直接安装在一个磁盘中，安装在不同磁盘中的方式也比较复杂，而且不利于日后的维护；
5. 个人推荐Redhat Enterprise Linux 5（RHEL 5）系统。

4. 如何在 Linux下实现一个文件系统

touch filename 就创建了一个文件名为filename的空文本文件 linux下的默认的文件格式都是纯文本 ,不用考虑后缀的问题

5. 什么是虚拟文件系统，linux系统文件系统

1 引言
Linux 中允许众多不同的文件系统共存，如 ext2, ext3, vfat 等。通过使用同一套文件 I/O 系统 调用即可对 Linux 中的任意文件进行操作而无需考虑其所在的具体文件系统格式；更进一步，对文件的 操作可以跨文件系统而执行。如图 1 所示，我们可以使用 cp 命令从 vfat 文件系统格式的硬盘拷贝数据到 ext3 文件系统格式的硬盘；而这样的操作涉及到两个不同的文件系统。

图 1. 跨文件系统的文件操作

“一切皆是文件”是 Unix/Linux 的基本哲学之一。不仅普通的文件，目录、字符设备、块设备、 套接字等在 Unix/Linux 中都是以文件被对待；它们虽然类型不同，但是对其提供的却是同一套操作界面。

图 2. 一切皆是文件

而虚拟文件系统正是实现上述两点 Linux 特性的关键所在。虚拟文件系统（Virtual File System, 简称 VFS）， 是 Linux 内核中的一个软件层，用于给用户空间的程序提供文件系统接口；同时，它也提供了内核中的一个 抽象功能，允许不同的文件系统共存。系统中所有的文件系统不但依赖 VFS 共存，而且也依靠 VFS 协同工作。
为了能够支持各种实际文件系统，VFS 定义了所有文件系统都支持的基本的、概念上的接口和数据 结构；同时实际文件系统也提供 VFS 所期望的抽象接口和数据结构，将自身的诸如文件、目录等概念在形式 上与VFS的定义保持一致。换句话说，一个实际的文件系统想要被 Linux 支持，就必须提供一个符合VFS标准 的接口，才能与 VFS 协同工作。实际文件系统在统一的接口和数据结构下隐藏了具体的实现细节，所以在VFS 层和内核的其他部分看来，所有文件系统都是相同的。图3显示了VFS在内核中与实际的文件系统的协同关系。

图3. VFS在内核中与其他的内核模块的协同关系

我们已经知道，正是由于在内核中引入了VFS，跨文件系统的文件操作才能实现，“一切皆是文件” 的口号才能承诺。而为什么引入了VFS，就能实现这两个特性呢？在接下来，我们将以这样的一个思路来切入 文章的正题：我们将先简要介绍下用以描述VFS模型的一些数据结构，总结出这些数据结构相互间的关系；然后 选择两个具有代表性的文件I/O操作sys_open()和sys_read()来详细说明内核是如何借助VFS和具体的文件系统打 交道以实现跨文件系统的文件操作和承诺“一切皆是文件”的口号。

6. linux虚拟文件系统的关键数据结构有哪些

linux虚拟文件系统核心数主要有以下几个数据结构：
*
超级块结构(struct
super_block
{...}
)
该结构保存了一个被安装在linux系统上的文件系统的信息。对于基于磁盘的文件系统，该结构一般和保存在磁盘上的"文件系统控制块"对应。也就是说如果是磁盘文件系统，该结构保存的磁盘文件系统的控制信息。
*
inode结构(
struct
inode
{...}
)
该结构中存储的是一个特定文件的一般信息，对于一个基于磁盘的文件系统，该结构对应磁盘上的"文件数据控制块"。每一个inode结构都对应一个inode节点号，这个节点号是唯一的，它也唯一标识一个文件系统中的文件。
*
file结构(
struct
file
{...}
)
该结构中存储的是一个打开的文件和打开这个文件的进程间的交互信息。该结构保存在kernel的内存区，在打开文件时被创建，关闭文件时被释放。
*
dentry结构(
struct
dentry
{...}
)
该结构存储的是目录实体和对应的文件的关联信息。

7. 什么是Linux虚拟文件系统VFS

虚拟文件系统（VFS）其实也可以翻译成虚拟文件系统转换（virtual filesystem switch）。可以看出来它的作用就是提供一个通用的接口来处理与Unix标准文件系统相关的所有系统调用。它所隐含的思想就是把表示很多不同种类的文件系统的共同信息放入内核；其中有一个字段火函数来支持linux所支持的所有实际文件系统所提供的任何操作。对所调用的每个读写或者其他函数，内核都能把它们替换成支持本地linux文件系统，NTFS文件系统或者文件所在的任何文件系统的实际函数。 至于vfs的工作原理 就不是三言两语可以解释清楚的了、里面包含了很多知识包括文件系统、超级块、i节点等等知识。其实主要就是用户安装了不同的文件系统，每个特定文件系统上都实现了包括open（） close（），read（），write（）等等的操作，在安装的时候，每个特定的文件系统会在虚拟文件系统上注册，当用户需要对特定文件系统进行操作时 只需调用统一的系统调用，虚拟文件系统能够调用对应文件系统上的函数来对文件进行操作。详细的工作原理和实现 楼主需要花时间去学一学操作系统知识可一参考《深入理解Linux内核》《深入linux内核架构》等书

8. Linux虚拟文件系统中索引节点的结构及其作用是什么

索引节点是UNIX文件系统的一个重要部分. 通常用户不用考虑它们,但知道它们是什么确实很有必要.
索引节点是磁盘上用于描述文件的一种数据结构. 它保存了文件的大部分重要信息,包括文件数据块(用户关心的文件部分)在磁盘上的地址. 每个索引节点都有自己的标识号, 称为索引号(i-number). 实际上用户根本不需要关心文件在磁盘上的物理地址, 也不用关心索引号----除非是要找出对文件的链接. 但用户关心下列信息, 而它们都被保存在文件的索引节点中:
文件所有权: 拥有文件的用户和组
文件访问模式: 不同的用户和组是否可以读, 写或执行文件.
文件时间标记: 文件最后一次被修改的时间, 最后被访问的时间和索引节点最后被修改的时间.
文件类型: 是否为常规文件, 特殊文件或者其他类型的抽象伪装文件.
文件系统第一次被创建时(通常是磁盘第一次初始化时), 会为每一个文件系统创建若干数量的索引节点. 该数目是文件系统所能容纳的最大文件数. 只要不重新初始化文件系统, 就不能改变这个数目, 否则会损坏该文件系统上所有的数据. 很有可能(虽然很少见)文件系统会将索引节点全部用光,就像有可能用完存储空间一样----当文件系统中有很多很多小文件时,这种情况就可能发生.
使用ls –l命令会显示出在大部分信息. ls –i option显示文件的索引号. 而stat命令则可以列出索引节点中的几乎所有信息.

9. linux支持的文件系统有哪些

比如Btrfs、、ReiserFS、ext、ext2、ext3、ext4、ISO9660、XFS、Minx、MSDOS、UMSDOS、VFAT、NTFS、HPFS、NFS、SMB、SysV、PROC等。

Linux操作系统使用虚拟文件系统（VFS）向上和用户进程文件访问系统调用接口，向下和具体不同文件系统的实现接口。VFS屏蔽了具体文件的实现细节，向上提供统一的操作接口。通过VFS可以实现任意的文件系统，这些文件系统通过文件访问系统调用都可以访问。所以Linux系统核心可以支持十多种文件系统类型。

(9)linux模拟文件系统扩展阅读：

EXT是延伸文件系统（英语：Extended file system，缩写为 ext或 ext1），也译为扩展文件系统，一种文件系统，于1992年4月发表，是为linux核心所做的第一个文件系统。采用Unix文件系统（UFS）的元数据结构，以克服MINIX文件系统性能不佳的问题。它是在linux上，第一个利用虚拟文件系统实现出的文件系统，在linux核心0.96c版中首次加入支持，最大可支持2GB的文件系统

EXT3是第三代扩展文件系统（英语：Third extended filesystem，缩写为ext3），是一个日志文件系统，常用于Linux操作系统。它是很多Linux发行版的默认文件系统。Stephen Tweedie在1999年2月的内核邮件列表中，最早显示了他使用扩展的ext2，该文件系统从2.4.15版本的内核开始，合并到内核主线中。

10. Linux下的虚拟文件系统究竟起到什么作用

要明白虚拟文件系统之前必须先搞清楚什么是文件。
狭义地说，“文件”是指“磁盘文件”，进而可以是有组织有次序地存储于任何介质（包括内存）中的一组信息。广义地说，凡是可以产生或消耗信息的都是文件。比方说设备文件、管道、套接字以及/proc目录下的特殊文件（实际上只存在于内存中），这些都是“文件”。磁盘文件只不过是个特例而已，你可以认为他是在磁盘设备上存储的、按照一定次序组织在一起的一组相关的信息。
上面这些是我从书上抄的，但我自己的看法是，计算机系统中所有内核向应用程序提供的信息输入输出接口都是文件。所以应用层看到的“文件”已经是被操作系统抽象过的一个输入输出接口。拿磁盘文件来说，对应用而言它看到的是一个个文件按照目录结构组织起来的一棵树，但实际上磁盘设备并不知道这么回事儿，它只认识磁头、柱面和扇区。从这个角度上来说，应用程序看到的文件本身就是虚拟的。所谓的对文件操作最终都要落实到磁盘设备对某些扇区的读写上，但这些都是内核处理的，应用程序是看不见这一切的。
知道了广义的文件系统定义之后就不难理解，作为一个通用操作系统，linux需要为用户程序提供一个统一的系统操作界面来完成对各种文件的访问。虚拟文件系VFS就是这么一个统一的、抽象的、虚拟的文件操作界面。你可以认为它是应用层与驱动层之间的一个中间层，对上提供一组标准的接口open/close/read/write/lseek，对下则又根据不同的文件类型调用不同的驱动程序提供的接口完成对具体设备的操作。这些操作通常是通过读写外设上（磁盘也是外设）的控制寄存器和存储区间来完成的。
不知道我这样解释你明白了没，要是还不明白可以看看我共享在网络知道上的《Linux内核源代码情景分析》，那里面有更详细的说明。