第9章 文件系统

本章主要内容 本章主要介绍： ◆ Linux的文件系统结构。 ◆ Linux采用的VFS，支持如romfs、ramfs、ex2、jffs2、ms-dos、nfs等各种文件系统。 ◆ Linux源程序和开发板根文件系统romfs的目录结构和功能描述。 ◆ 在uClinux中文件的打开和读写操作示例。

目 录 9.1 文件系统结构 9.2 文件系统类型 9.3 文件系统目录结构 9.4 简单编程事例 9.2.2 ramfs文件系统 目 录 9.1 文件系统结构 9.2 文件系统类型 9.2.1 romfs文件系统 9.2.2 ramfs文件系统 9.2.3 JFFS与JFFS2文件系统 9.2.4 EXT2文件系统 9.3 文件系统目录结构 9.3.1 romfs文件系统目录结构 9.3.2 uClinux源程序结构 9.4 简单编程事例

9.1 文件系统结构 Linux透明的支持许多不同的文件系统，将各种安装的文件和文件系统以一个完整的虚拟文件系统的形式呈现给用户。

9.1 文件系统结构 简介 将文件系统的操作和管理纳入统一的框架当中来，使得内核的文件系统接口，如同标准的的文件系统“总线”，让用户通过同一组系统调用来管理和操作不同类型文件系统上的文件。这个统一的、抽象的、虚拟的文件系统接口，被称为VFS(virtual组标准的文件操作接FileSystem Switch)，主要包含一口。 VFS与具体文件系统的关系如图9-1所示。

图9-1 VFS与具体文件系统的关系 用户空间 用户程序（进程） VFS 系统空间 Ext2 设备文件 … … … minix FAT 文件系统操作的系统调用界面，包括read(),write(),open(),close()等 用户空间 用户程序（进程） 函数sys_read() sys_write() sys_open()等 VFS 系统空间 通过file结构中的f_op指针实现的”文件系统总线” minix Ext2 FAT 设备文件 … … …

目前Linux系统支持的文件系统 ntfs windows NT的文件系统 msdos dos的文件系统 isofs 光盘文件系统 nfs 网络文件系统 romfs rom中的文件系统 smbfs 即samba，可以在网络中与 win98、winnt 共享 proc 目录/proc下的特殊文件系统 jffs flash中的文件系统

注意：这两种系统文件的访问最终都反映在磁盘驱动程序上!! 9.1 文件系统结构 文件访问 用户访问磁盘文件系统时，对于目录树下的访问， 最终将转换成对这一部分物理磁盘的访问 对于设备文件的访问，最终将转换成对于对于驱动程序的访问。 注意：这两种系统文件的访问最终都反映在磁盘驱动程序上!! 对于磁盘文件系统中文件的访问，是在文件目录树的结构下，对于有组织的数据进行的；而对磁盘设备文件进行访问，则是对于线性空间内数据的访问，也就是无法看到数据的组织情况。 对于其他特殊文件的访问，一般是在Linux的内存数据结构中完成的。

图9-2 Linux文件系统层次图

在uClinux的系统中 ，一般内存的容量比较小 外存只配置小容量的FLASH。 9.2 文件系统类型 在uClinux的系统中 ，一般内存的容量比较小 外存只配置小容量的FLASH。 在uClinux中，常用的文件系统有: romfs文件系统， 虚拟ramdisk， JFFS文件系统。 有网络设备的系统，使用NFS文件系统。

9.2.1 romfs文件系统 简介 romfs(rom file system)是一种只读文件系统，系统的管理代码占用的空间比较小，系统创建romfs文件系统需要使用genromfs工具。 值得注意的是，romfs的文件访问权限和属主这些信息尚未完全实现。 由于romfs文件系统是只读的，所以可以做得很小，从而节省空间。如果要进行写操作，只能在编译的时候加上写访问功能，或者在运行时另外生成一个RAMdisk送暂存数据。

9.2.1 romfs文件系统 romfs文件系统结构 romfs文件系统是为了对块设备进行高效管理而开发的。所有的romfs文件，经过genromfs程序生成之后，合并到一个文件(即romfs的映象文件)中去。只需要采用mount命令将这个文件挂接到任何一个目 录下，就可以对romfs中的文件以正常方式进行访问了。 romfs映像文件的文件组织方式如表9-1所示。

表 9-1 romfs映像文件头部结构 0-4 4-8 I F S 8-12 full size 12-16 cheeksum 偏移量 内容 0-4 R O M 4-8 I F S 8-12 full size 12-16 cheeksum 16 volume name … file headers … …

9.2.1 romfs文件系统 romfs映像文件开始的8个字节存放了ASCII码“-ROM1FS-”，后面存放了这个文件系统的字节数。 checksum存放从文件头开始的512个字节的校验码。然后是文件系统的卷标名称，该名称以ASCII值为0的字符结尾，所占用的空间为16字节的整数倍。 后面存放各个文件的头部结构如表9-2所示。

表 9-2 romfs中的文件头结构 0-4 next file header 4-8 sepc.info 8-12 size 偏移量 内容 说明 0-4 next file header 距离下一个文件头的说明量 4-8 sepc.info 目录硬连接和设备文件信息 8-12 size 该文件大小（单位B） 12-16 cheeksum 校验 16 file name 文件名 ，大小为16整数倍 … file data 文件数据 … … …

9.2.1 romfs文件系统 spec.info域主要有如下几种情况： 0：硬链接，spec.info域的内容用于链接的目标文件

9.2.1 romfs文件系统 4：块设备，spec.info域内容为各16bit的主、从设备号 5：字符设备，spec.info域的内容无效，设置为0 6：网络socket套接字spec.info域的内容无效，设置为0 7：fifo管道文件，spec.info域的内容无效，设置为0 注意：romfs文件系统为了减小module的大小省略了很多完整性检测的代码。如：不要生成硬链接循环，要为当前目录和父目录生成“.”和“..”链接。

EV44B0II的romfs的制作过程如图9-3所示。 系统启动 时读取 romfs 文件系统 中的数据 在主机的 /romfs目 录下生成 需要的目 录结构 使用工具 将/romfs 目录转换 为/romfs的 组织结构 /romfs.img 将romfs.img 作为初始化 数据连接到 linux内核当 中

9.2.1 romfs文件系统 romfs使用： 在主机的/romfs目录下生成需要的目录结构 利用genromfs工具，将/cygdrive/d/aaaa/uClinux-44b0ii/romfs目录生成ROMdisk的romfs映像文件 romfs.img genromfs–v–V"ROMdisk"-f/cygdrive/d/aaaa/images/romfs.img –d/cygdrive/d/aaaa/uClinux-44b0ii/romfs

9.2.1 romfs文件系统 将romfs.img作为初始化数据连接到Linux内核当中。 使用romfs的文件系统的时，可采用mount命令直接将其挂接到合适的目录下，例如(假设/dev/ram0是romfs文件系统的设备)： mount -t romfs /dev/rom0 /var 这样把/dev/ram0挂接到/var目录上去，此后直接对/var目录进行操作即可。但romfs映射到内存中，仍旧无法支持动态擦写保存。如需要动态保存数据可以采用虚拟ramdisk或JFFS进行处理。

9.2.2 ramfs文件系统 　Ramdisk简介　　 ramdisk是使用RAM虚拟的磁盘（该驱动程序在/linux/drivers/block/rd.c），是一个作为盘分区使用的内存块，或者说将内存模拟为硬盘空间。 使用ramdisk可以提高访问速度，若已知某个文件将被高频率访问，通过将文件存放在内存里就可以提高性能。通过加载EXT2文件系统来管理和操作文件。

过程：1.将预先生成的EXT2的磁盘映像压缩格式释放到块设备上 2.使用mount命令将ram块设备中的文件系统安装到 9.2.2 ramfs文件系统 使用ramdisk : ramdisk的配置项是/config/.config文件中的CONFIG_USER_RAMIMAGE_RAMFS128（128K）。ramdisk的加载过程包含在/vendors/micetek/44b/rc文件中： bin/expand /etc/ramfs.img /dev/ram0 mount -t ext2 /dev/ram0 /var 过程：1.将预先生成的EXT2的磁盘映像压缩格式释放到块设备上 2.使用mount命令将ram块设备中的文件系统安装到 根文件系统的/var下。 3.可以对ramdisk进行文件操作了。

9.2.3 JFFS与JFFS2文件系统 ramdisk是运行在内存中的，所以在系统掉电后，所有保存的数据都会丢失。 这时，一个比较好的选择是JFFS文件系统（最新的版本是JFFS2），JFFS文件系统一般使用FLASH作为磁盘，所以在掉电后数据不会丢失；而且，JFFS可以对由于在掉电时刻操作导致的不完整数据进行修复。

9.2.3 JFFS与JFFS2文件系统 JFFS JFFS 存储格式 JFFS是一个日志结构的文件系统。只有一种文件节点，它通过jffs_raw_inode这个结构进行描述。每个这样的节点都关联到某个文件上，其中包含了一个简单的头部、辅助信息以及存储的数据。存储的辅助信息包括通常所记录的文件inode信息(如uid,gid等)及所关联的文件名。 注意：由于在JFFS中，大的文件都分为很多节点存放，所以除了存放数据外，还要额外保存数据在文件中的偏移量。设备文件节点和符号链接等特殊的文件只需要占用很小的空间。

9.2.3 JFFS与JFFS2文件系统 删除文件时， 在辅助信息存放的地方设置一个已删除标记， 被删除文件的Flash块都会加上这个已删除标记，在该文件的文件句柄释放后，这些节点就成为废弃节点了。 更新文件的时，新的文件存放的节点会添加到所有已经使用的存储空间的末尾，旧版本的文件也会被废弃，等待在回收空间的时候重新分配利用。

9.2.3 JFFS与JFFS2文件系统 文件系统操作的实施过程 挂接 挂接JFFS文件系统时，会把整个存储设备扫描一次，每个存储块都读取一次，然后根据所有节点中存储的信息来生成一个文件系统的目录树，同时也自动生成了一个文件在Flash中物理存储位置的对应表，用来进行文件的寻址操作。 文件系统操作的实施过程

9.2.3 JFFS与JFFS2文件系统 读取 文件目录结构可以通过mount时生成的信息获得，cd和rmdir等目录操作都可以直接根据这些信息来确定如何操作。读取文件时，利用mount时生成的物理地址将指定的内容读入到缓存区中。

9.2.3 JFFS与JFFS2文件系统 改变属性 例如改变文件的属主(chown命令)和操作权限(chmod命令)等操作，只需要将一个记录新的信息的节点写到Flash已利用的存储空间的末尾，然后将旧节点标记为废弃节点即可。 写文件等操作也与此类似，并不是通过直接改写旧节点来完成的。

9.2.3 JFFS与JFFS2文件系统 空间回收 注意：如果发现所有回收空间加起来仍不足以满足当前操作的需求，则系统不能继续当前的操；

9.2.3 JFFS与JFFS2文件系统 同时，系统也自动从所有存储块中的第一个开始进行分析,不断将废弃的节点回收，将尚在使用的节点进行合并，最终合成出整个的——块废弃的Flash存储块，这样就可以将这一整块存储块的内容一次性擦除，成为新的空闲块。

但这种方式保证了Flash的每一块都可以得到相同的擦写次数，有利于提高整个Flash设备的使用寿命。 9.2.3 JFFS与JFFS2文件系统 缺陷 对空间回收，JFFS并没有进行太多优化，效率不高。它是按照顺序，从第一个数据块开始腾出空间，如果第一块写满了有效数据，它也会将这些数据后移，腾出第一块来作为空闲块。 但这种方式保证了Flash的每一块都可以得到相同的擦写次数，有利于提高整个Flash设备的使用寿命。

9.2.3 JFFS与JFFS2文件系统 JFFS不支持对数据进行压缩之后存储。而在嵌入式系统中，如果数据可以得到最大限度的压缩，可以提高资源的利用率，提高性能、节省成本。 不支持硬链接，每一个存储块中都保存了对应的文件名。这样，就算是很常用的改名操作，也需要增加一个新的需要保存全部所需数据的存储块进行存储。

9.2.3 JFFS与JFFS2文件系统 JFFS2的主要改进 JFFS2的节点头部中增加了一些新的信息，包括CRC校验码和节点类型等。 由于JFFS空间回收方式的缺陷，在JFFS2中，所有的存储节点都不可以跨越Flash的块界限了。 这样，就可以在回收空间的时候，按照Flash的各个块为单位，进行选择，将最合适的块腾出来，擦除之后作为新的空闲块，提高效率与利用率。

9.2.3 JFFS与JFFS2文件系统 JFFS2 有3种 节点类型了，分别用于表示擦除块的标记、普通文件、目录。 第一种是在Flash擦除了一块之后建立的，用于表明F1ash的块擦除工作完成。 文件系统的信息可以很快取得数据并不保存在内 存之中，从而可以提高内存的利用率。 增加了对数据的压缩。 开始支持硬链接。

9.2.3 JFFS与JFFS2文件系统 JFFS文件系统的结构 JFFS JFFS2 MTD FLASH,RAM

9.2.3 JFFS与JFFS2文件系统 MTD 是内存技术设备子系统，负责操作和管理FLASH和RAM物理器件，可以自动识别该器件，还支持将一块FLASH器件分为不同的分区管理，这样可以将Linux内核和根文件系统分别存在不同的分区，避免由于FLASH擦写和文件系统组织结构的相互影响。 MTD 向JFFS提供了字符型和块设备，对于需要无延时的写入使用字符设备，如Linux内核的升级。块设备为JFFS文件系统服务，在加载JFFS文件系统后，可以操作和管理文件。 EV44B0II在使用JFFS文件系统时，要进行特殊处理，因为S3C44B0X的中断向量表在FLASH中，所以在操作FLASH擦写时，要关闭中断和快速中断，以避免FLASH在擦写状 态下，返回的状态数据，被误解成跳转地址。

9.2.4 EXT2文件系统 文件系统组成 每个文件系统由逻辑块的序列组成，一个逻辑盘空间一般划分 引导块、超级块、inode区以及数据区等四部分。 EXT2文件系统是Linux中主流的文件系统 。在Linux中，普通文件和目录文件保存在称为块物理设备的磁盘或者磁带上。一套Linux系统支持若干物理盘，每个物理盘可定义一个或者多个文件系统。

9.2.4 EXT2文件系统 引导块：在文件系统的开头，通常为一个扇区，存放引导程序，用于读入并启动操作系统。 超级块(superblock)：用于记录文件系统的管理信息。特定的文件系统定义了特定超级块。 inode区(索引节点)：一个文件(或目录)占据一个索引节点。利用根节点(首个索引节点)，可以把一个文件系统挂在另一个文件系统的非叶节点上。 数据区：用于存放文件数据或者管理数据(如一级间址块、二级间址块等)。

9.2.4 EXT2文件系统 访问EXT2 EXT2是Linux中的一个可扩展的文件系统。通过VFS的超级块(struct ext2_sb_info ext2_sb)可以访问EXT2的超级块，通过VFS的inode(stuct ext2_inode_info ext2_i)可以访问EXT2的inode。 文件系统EXT2的源代码在: /usr/src/linux/fs/ext2目录下，数据结构在文件 /usr/src/linux/include/linux/ext2_fs.h 及同一目录下的文件ext2_fs_i.h和ext2_fs_sb.h中定义。

9.2.4 EXT2文件系统 文件存储方式 EXT2中文件由逻辑块的序列组成。数据块的长度相同。不同的EXT2系统长度可以不同 。 文件总是整块存储，不足一块的部分也占用一个数据块。 EXT2中的每个文件都用一个单独的inode(即stuct ext2_inode结构)来描述，而每个inode都有一个唯一的标志号。 通过使用inode来定义文件系统的结构以及描述系统中每个文件的管理信息。

mount -t ext2 /dev/ram0 /tmp 将/dev/ram0上ext2文件系统挂接到/tmp目录 EXT2文件系统中的每个文件都用一个单独的inode(即stuct ext2_inode结构)来描述，而每个inode都有一个唯一的标志号。 EXT2通过使用inode来定义文件系统的结构以及描述系统中每个文件的管理信息。 挂接(mount)为ext2文件系统 mount -t ext2 /dev/ram0 /tmp 将/dev/ram0上ext2文件系统挂接到/tmp目录

9.3 文件系统目录结构 内容简介 嵌入式Linux中，文件系统通常还是按照标准的目录结构来存放所有的文件的。在本节之中，选择了uClinux(Micetek)开发环境中的默认目录、文件层次来对嵌入式Linux中的目录与文件进行介绍。

9.3.1 romfs文件系统目录结构 uClinux生成的目录结构 / 图9-5 uClinux生成的romfs文件系统目录结构 /prlc /home /sbin /bin /dev /etc /lib /tem /var /usr 图9-5 uClinux生成的romfs文件系统目录结构

9.3.1 romfs文件系统目录结构 /bin和/sbin存放了可执行程序； /dev目录存放的是系统设备文件，提供系统中各 种设备的说明； /etc目录存放系统中各种关于用户帐号、网络等的 配置文件和启动脚本； /lib下存放了库文件； /proc下面是系统信息(本目录是虚拟目录，并不存 放在romfs中，而是在系统运行的时候自动生成)；

9.3.1 romfs文件系统目录结构 本节主要介绍/etc，/bin，/sbin和/dev目录。 /proc下面是系统信息(本目录是虚拟目录，并不存放 在romfs中，而是在系统运行的时候自动生成)； /usr 目录是Linux系统里面占用磁盘空间最大的目 录，是用户共享文件目录； /home是系统默认的普通用户的主目录的根目录； /var、/tmp是一些系统记录文件和临时文件存放地。 本节主要介绍/etc，/bin，/sbin和/dev目录。

9.3.1 romfs文件系统目录结构 /etc目录 在/etc目录中，通常保存的是启动脚本和应用程序的配置文件。 在uClinux中，/etc目录下默认文件如表9-3所示。

文件名 表9-3 /etc目录下主要文件及用途 用途 inetd.conf Inetd的配置文件，配置网络服务 inittab 初始化文件 motd(issu) uclinux的版本文件 passwd 密码文件 rc 启动脚本 resolv.conf DNS设置 services 网络服务端口配置 version MICETEK版本信息

9.3.1 romfs文件系统目录结构 inetd.conf（未用） 文件inetd.conf中的内容如下： telnet stream tcp nowait root /sbin/telnetd http stream tcp nowait root /sbin/httpd -i uptime stream tcp nowait root /bin/cat /proc/uptime /etc/motd 从文件内容看出: 对telnet的登录请求，将会由/sbin/telnetd来处理； 对http请求，则会由/sbin/http来处理； 对于uptime，则会将/proc/uptime的内容和/etc/issue中的内容显示出来。

9.3.1 romfs文件系统目录结构 inittab 由于要在启动的时候通过串行口向调试机发回提示信息、错误信息等，因此文件inittab这里要进行终端的初始化。 motd(或issue) 文件motd中的内容主要是uClinux的一些欢迎信息，在启动MICETEK开发版的时候，会在登录之前显示这些欢迎信息。

9.3.1 romfs文件系统目录结构 Passwd 文件passwd中的内容： rc 文件rc中的内容： root ab6TRGT20sY26r rc 文件rc中的内容： hostname EV44B0II /bin/expand /etc/ramfs.img /dev/ram0 mount -t proc proc /proc mount -t ramfs /dev/ram0 /var

9.3.1 romfs文件系统目录结构 mkdir /var/config mkdir /var/tmp mkdir /var/log mkdir /var/run mkdir /var/lock cat /etc/motd ifconfig lo 127.0.0.1 route add -net 127.0.0.0 netmask 255.255.255.0 lo dhcpcd -p -a eth0 & ifconfig eth0 192.168.1.20 MDB :9999&

9.3.1 romfs文件系统目录结构 本系统的rc文件中主要完成的功能： ◆ 设定hostname为EV44B0II。 ◆ 使用ifconfig设定网络(ip地址、网关等)。 ◆ 使用expand将ramfs展开到/dev/ramO。 ◆ 挂接/var(ram盘)和/proc文件系统。 ◆ 建立一些目录，显示欢迎信息，启动MDB调 试服务程序。

9.3.1 romfs文件系统目录结构 resolv.conf（未用） resolv.conf中设定了DNS服务器的中地址 services TCP和UDP可以同时被多个进程使用，需要给这些进程分配不同的端口号加以区别。该文件包含分配给各种服务的端口号。如telnet的TCP端口号为23，http为80，ftp为21等。

9.3.1 romfs文件系统目录结构 /bin、/sbin目录 这个目录是系统中最主要的可执行文件的存放地，这些可执行文件大都是uClinux系统里最常用的命令。 这些命令可以大致归为下面几类：

9.3.1 romfs文件系统目录结构 1.文件操作：cat，cmp，cp，ln，ls，mkdir， more， mv，pwd，rm， rmdir,cd,chmod,chown,expand,umask。 2.系统管理：df，free，kill，mount，ps，sh， shutdown，umount， init,exec,mknod,sleep,telnet,date,echo。 3. 网络管理：hostname，login，ping,ftp，ifconfig，finger，route。

例如，假如需要支持framebuffer使用图形界面， 然后使用genromfs重新生成romfs映像文件， /dev目录 在采用了devfs(设备文件系统)之后，部分地解决了这个问题。在这个目录下，仅包含终端、串口、ROM和必须具有的设备文件(如mem，null等)，构造了一个精简的/dev目录。 此外，如果需要再添加相应的设备文件。 例如，假如需要支持framebuffer使用图形界面， 就可以添加fbO等设备文件的节点， 然后使用genromfs重新生成romfs映像文件， 上传到MICETEK开发板上即可。

9.3.2 uClinux源程序结构 在MICETECK开发板的uClinux源程序目录为： uclinx-44b0ii，其目录结构描述如下： lib/uclibc lib是用户应用程序库目录，包括libc、libm等函数库。uclibc包括uc-libc、uc-libm等函数库。 usr 它包括用户模式下的应用软件，如：ftp，httpd，ifattach，init，mircrowindows，mount，tftp,tftpd，route等各种免费应用软件包。

9.3.2 uClinux源程序结构 config 针对不同厂商开发板的配置情况，裁减配置uClinux内核，形成的配置脚本文件。此目录提供一个交互的Linux配置程序。 vendors 此目录下包括各种开发平台的特殊结构信息和支持文件。如MICETEK平台的支持文件就在ventors/micetek/44b0目录下。 romfs 它是一种romfs文件系统，用于构造开发平台的root根文件系统，包括/bin、/etc、/dec、/home、/lib、/mnt、/proc、/usr、/var等字目录。

9.3.2 uClinux源程序结构 images 包含linux_bootram.bin、linux_bootrom.bin和romfs.img三个文件， linux_bootram.bin是下载到开发平台ram区执行文件， linux_rom.bin是烧制开发平台的flash区的文件， romfs.img是开发平台的root根文件系统romfs映象文件。 Linux 2.4.x 它是Linux 2.4.x内核源代码文件目录, 下面详细介绍目录文件的分布情况。

9.3.2 uClinux源程序结构 kernel目录 此目录下最主要的文件当属sched.c。 sched.c文件定义的函数有： 调度程序schedule及相关操作。 等待队列及相关操作。 基准时钟及相关操作。 定时器相关操作任务队列及相关操作。 关于调度策略控制的goodness、nice等。 各种用户标识、组标识的set和get。

9.3.2 uClinux源程序结构 该目录下还包含一些重要的文件 : 关于进程控制的文件也位于此目录下: time.c ,提供用户程序与系统间对于时间的操作界面。 resource.c，关于I/0端口资源(port)的管理。 dma.c，关于DMA通道的管理。 softirq.c，关于bottom half队列的操作。 itimer.c，关于itimer定时器读写的系统调用。 printk.c，展示系统工作参数的操作. 关于进程控制的文件也位于此目录下: fork．c 文件创建 do_fork() “克隆”子进程的函数 exit.c 文件定义结束自身进程的do_exit() end_sig发送信号(signal)操作 signal.c 中的函数对信号控制。 wait操作

9.3.2 uClinux源程序结构 mm/nommu目录 Linux中独立于CPU体系结构特征的内存管理文件几乎都集中在此目录下。 swap.c文件并不实现任何交换算法，它仅仅处理命令行选项“swap=”和“buff=”。 swapfile.c文件才是管理交换文件和交换设备的源程序 。它包含swapon、swapoff系统调用的执行程序及从交换空间申请空闲页面的操作get_swap_page。

9.3.2 uClinux源程序结构 page_io.c文件实现与交换空间底层的数据传输。 swap_state.c文件维护swap缓存， vmscan.c文件定义后台交换进程kswapd的代码及内存空间扫描函数，实现Linux的页面换出策略， memory.c文件存放内存管理中底层核心函数,如缺页中断响应函数do_no_page()

9.3.2 uClinux源程序结构 虚拟空间映射(mapping)操作do_mmap()和do_munmap()及系统调用brk的响应函数，都涉及进程虚拟空间地址的调整，相关源代码在mmap.c文件中。对mremap的操作代码则在mremap.c文件中。 mlock.c文件实现四个关于内存vma段加锁操作的系统调用mlock、munlock、mlock-a11、munlockall。 mprotect.C实现mprotect系统调用mprotect。

9.3.2 uClinux源程序结构 fs目录 直接隶属该目录的文件分别是： exec.c 实现execve系统调用。其余五种关于装入执行程序的函数都由C语言库文件实现。execve支持脚本(script)文件和多种格式的可执行文件。 devices.c 负责设备的注册和注销，定义缺省的打开设备操作和释放设备操作。

9.3.2 uClinux源程序结构 block_dev.c 包含缺省的读、写设备操作 super.c 定义超级块的读操作及文件系统安装卸装操作 inode.c VFS inode的读写操作及维护inode缓存的程序 dcache.c 维护dcache的文件 namei.c 访问权限检查。根据路径检索dentry的相关操作，如open_namei、path_walk、buffer.c 实现缓存区缓存的文件。

9.3.2 uClinux源程序结构 open.c。文件打开、关闭操作,实现系统调用chown、chmod、fchown、fchmod、chroot、chdir、fchdir read_write.c 系统调用read、write、lseek、llseek 的源程序。 oreaddir.c。实现读目录项的系统调用readdir和getdents 。 select.c。集中存放select操作的几乎全部源代码。

9.3.2 uClinux源程序结构 pipe.c和fifo.c实现管道(pipe)和命名管道(fifo)除 fifo_open()和fifo_init()函数在fifo.c文件外，其余均存放于pipe.c文件中。 ioctl.c。实现系统调用ioctl。 fcntl.c。实现关于fcntl操作命令的源代码。 dquot.c。支持磁盘配额机制(quota)。

9.3.2 uClinux源程序结构 arch目录 与CPU类型相关的子目录和文件均集中安排在此目录下。这里又有子目录alpha、arm、armnommu、i386、ia64、m68k、mips、mips64、parisc、ppc、s390、sh、sparc，每个子目录对应一种CPU，例如/arch/armnommu/mach-micetek就是关于MICETEK板，没有mmu的arm CPU 子目录。

9.3.2 uClinux源程序结构 include目录 容纳Linux源程序的所有头文件(header file)。其中: 与平台无关低级头文件在asm-generic目录下， 与MICETEK 平台相关的头文件在include/asm-armnommu/arch-micetek子目录下。 另有关于网络设备的头文件目录include/net。

9.3.2 uClinux源程序结构 net目录 net目录中存放的是和Linux网络相关的C文件。其中每一种网络地址族都为一个目录，如appletalk、Ipv4等 在core目录下是各种网络地址族公用的文件。 sched目录下存放的是对高性能网络的QoS支持，khttpd目录中存放的是内核级别的-Web服务器支持。

9.3.2 uClinux源程序结构 drivers 在drivers目录下，存放各种设备的驱动程序。其中: /drivers/char 目录下的ev44b0_sound、ev44b0_USB、ev44b0_kbd、ev44b0_ts是MICETEK是平台的声卡、USB、键盘和触摸屏的驱动程序在。 /drivers/net目录存放Smc9113网卡驱动程序在下。

熟悉uClinux环境下文件系统，了解uClinux中文件系统的体系结构，编写文件系统处理程序。 9.4 简单编程事例 例1．在uClinux中实现文件的打开和读写操作，同时对ROMFS和RAMDISK中的EXT2文件系统进行了操作，从而了解了ROMFS文件系统的特性，对在RAMDISK中保存数据有了一些认识。 熟悉uClinux环境下文件系统，了解uClinux中文件系统的体系结构，编写文件系统处理程序。

下面对本例题涉及到的函数进行简要介绍： int creat(const char *pathname,mode_t mode); 以mode方式创建一个以pathname为文件名的文件，返回新的文件句柄fd，错误返回-1及错误代码errno。 Int open(const char *pathname,int flags); 以flags方式打开一个以pathname为文件名的文件，正确返回0，错误返回-1及错误代码errno。 size_t read(int fd,void *buf, size_t count); 把fd指向的文件传送count字节到buf指针所指向的内存中，正确返回实际写入的字节数，错误返回-1及错误代码errno。

9.4 简单编程事例 size_t write(int fd,void *buf, size_t count); 9.4 简单编程事例 size_t write(int fd,void *buf, size_t count); 把buf指针指向的内存count字节传送到fd指向的文件中，正确返回读到的字节数或0，错误返回-1及代码errno。 off_t lseek(int fd,off_t offset,int where); 将fd所指文件的读写指针在where位置移动offset个位移量 int close(int fd); 关闭fd所指文件，顺利关闭返回0，错误返回-1。 程序框图。

9.4 简单编程事例 源程序如下： #include "stdio.h" #include <stdlib.h> 9.4 简单编程事例 源程序如下： #include "stdio.h" #include <stdlib.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #define TEST_STRING "TEST file operation on different FS"

int main(int argc,char * argv[]) { int fd,op_flag; char * filename; int len; char buf[128]; /* check input parameters */

if(argc < 2) { fprintf(stderr,"please give filename"); exit(1); } /* open file */ filename = argv[1]; op_flag = O_RDWR | O_CREAT;

if((fd=open(filename,op_flag)) <0) {/* open error */ fprintf(stderr,"open file %s error",filename); exit(1); } /* write file */

if((len = write(fd,TEST_STRING,strlen(TEST_STRING)+1)) if((len = write(fd,TEST_STRING,strlen(TEST_STRING)+1)) != strlen(TEST_STRING)+1) {/* write file error */ fprintf(stderr,"write file %s error",filename); exit(1); } /* seek current file pointer to the start of file */

if(lseek(fd,0,SEEK_SET) != 0) { fprintf(stderr,"fseek file %s error",filename); exit(1); } /* read file */

if((len = read(fd,buf,128)) != strlen(TEST_STRING)+1) {/* read file error */ fprintf(stderr,"read file %s len error",filename); exit(1); } /* compare write-read */

if(memcmp(TEST_STRING,buf,len) != 0) {/* content different */ fprintf(stderr,"check file %s content error",filename); exit(1); }

printf("\nfile %s open-write-read ok \n",filename); /* close fd */ close(fd); return 0; }

9.5 本章小结 本章主要介绍了Linux的文件系统结构，了解了Linux采用VFS，支持如romfs、ramfs、ex2、jffs2、ms-dos、nfs等各种文件系统； 给出了Linux源程序和开发板根文件系统romfs的目录结构和功能描述； 另外给出了在uClinux中文件的打开和读写操作示例。

练习题 1.简述Linux文件系统结构，并说明VFS的作用。 2.简述romfs和ramfs文件系统结构，并说明区别。 3.简述jffs和jffs2文件系统结构。 4.简述uClinux各个子目录的作用。