嵌入式Linux中常见的文件系统及特点

1、Linux可支持的文件系统有多种，但是这么多种的文件系统都是基于Linux内核所提供的文件系统VFS的接口API。因此对于Linux内核级别实现的文件系统只有VFS虚拟文件系统；

　　其余实现的文件系统都是调用VFS文件系统的API更上一层实现的；

2、Linux文件系统的组成结构：

　　1、  用户层：用户层向外提供Linux内核所支持文件系统的VFS的API接口

　　　　内核层：内核实现了所说的各种文件系统

　　　　驱动层：驱动层是块设备的驱动程序

　　　　硬件层：硬件层是不同文件系统支持的存储器；

3、Linux启动时的文件系统：

　　硬件上电启动，各项硬件初始化后，第一个启动的文件系统时RootFS根文件系统，如果说根文件系统没有起来，系统出现异常、将重启；

4、常用的文件系统运行、存储设备有：

　　DRAM、SDRAM以及ROM其中常使用flash;

5、根据不同的存储介质，常见的文件系统有：

　　基于Flash（Nor、Nand）的文件系统有：

　　　　jffs2:可读写，数据压缩、支持哈希表的文件系统，掉电保护；缺点：不适合使用在大容量的Nand Flash中，内存使用量太大极大降低数据操作速度；

　　　　yaffs：读写速度快，占用内存小，实现内存访问异常处理；混合的垃圾回收算法；特别适合嵌入式设备使用；跨平台、自带Nand芯片驱动

　　　　cramfs：只读的文件系统，执行速度快，内容无法扩充；文件系统健壮；

　　　　romfs：简单紧凑、只读、不支持动态擦写；较多使用在uclinux系统上；

　　基于RAM存储介质的文件系统：

　　　　ramdisk：将一部分固定大小的内存当做分区使用，不能真正算的上实际的文件系统，更像是一种机制，将实际的文件系统加载到内存中；将一些经常被访问的而又不会更改的文件放入到内存中，达到提高系统效率的目的；同时还负责将内核镜像与文件系统一块加载到内存中；

　　 　  ramfs/tmpfs ：基于内存的文件系统，工作于虚拟文件系统层，可以创建多个文件系统，可以指定每个文件系统最大使用内存；这种文件系统将所有的文件都放在RAM中，既可以提高读写速度，也可以避免对flash大量的读写操作；文件系统不可以格式化，占用内存大小可以指定；

　　网络文件系统：

　　　　NFS：是一种基于网络共享技术，可以在不同平台、不同机器、不同操作系统上实现文件共享、文件传输；在嵌入式Linux系统初始开发阶段可以非常方便文件传输、文件修改；

 

地址            异常         进入模式                 描述
0x0000,0000    复位            管理模式         电平复位
0x0000,0004   未定义指令异常     未定义模式   遇到不能处理的指令，无法识别的指令
0x0000,000c   软件中断      管理模式            

异常发生时CPU处理的步骤：R13(sp),R15(PC)
1、保存当前执行位置：LR寄存器(R14)
2、保存当前执行状态：CPSR
3、寻找中断入口，中断向量表:PC寄存器找向量地址
4、执行中断处理完成：
5、中断返回，继续执行：
R14 <exception_mode> = return link
SPSR<exception_mode>=CPSR
CPSR[4:0] =exception mode number;/* 处理器工作模式控制位 */
CPSR[5]=0;  /* 使用ARM指令集 */
If<exception_mode> == reset or FIQ then
CPSR[6]= 1;/* 屏蔽快速中断FIQ */
CPSR[7]=1; /* 屏蔽外部中断IRQ */
PC=exception vector address;

复位异常中断处理程序的主要功能：
    1、设置异常中断向量表：
2、初始化数据栈和寄存器：
3、初始化存储系统MMU:
4、初始化关键IO设备：
5、使能中断：
6、处理器切换到合适的模式：
7、初始化C变量跳转到应用程序执行：
R14<SVC> = 设置相应的值；
SPSR<SVC> = 设置相应的值；
CPSR[4:0]=0b10011;/* 进入特权模式 */
CPSR[5]=0;  /* 使用ARM指令集 */
CPSR[6] =1;  /* 禁止相关 关闭FIQ */
CPSR[7] =1;  /* 禁止IRQ */
If high vectors configured then
PC=0xffff,0000;
Else 
PC= 0x0000,0000;
其余的异常以此类推；

异常的优先级：
1、Reset: 优先级1（最高）
2、Data abort:2
3、FIQ:3
4、IRQ:4
5、Prefetch abort:5
6、SWI或者undefined instruction:6(最低)，软件中断异常或者未定义指令异常

ARM硬件接口：
1、程序的链接地址和程序地址：ld程序链接地址
程序链接地址：是程序运行的起始地址；程序地址：是程序保存在硬盘中的地址；
2、呵呵呵