散分+嵌入式+文件系统+问题！

我最近在做u-boot移植，其中看到文件系统颇为不解：

我的任务就是用u-boot把flash的内容重烧。我是这样认为的：我的机器从flash加载u-boot代码到内存后我就完全运行内存中的u-boot这时跟flash无关了，所以能对其改写（当然如果u-boot坏了就重新启动不了了）。

我看到一些关于bootloader的说明，大体就是分3部分bootloader（我这具体就是u-boot）、kernel、文件系统1（为了更好的说明我的问题，这里的文件系统我叫做“文件系统1”）。
系统的启动过程简单说就是bootloader初始化环境然后转到kernel执行然后kernel加载文件系统1（其实细节很复杂，我们只是看看流程）。

我的问题也就来了，我认为（可能有错）文件系统就是一些对存储设备设定的数据结构，内核根据这些结构存取存储设备。我认为（可能有错）硬盘的文件系统（数据结构）是对其格式化的时候写入的而且是存在整个硬盘上。那我的flash并没有格式化而且它的内容只是随意组织的（我把bootloader放在一个地方、kernel一个地方、文件系统1一个地方但对地址有一定的要求）。那么对于flash存储设备本身有没有文件系统？

就是说我认为文件系统是对硬件的类似格式化的操作，怎么linux竟然能把文件系统（我上面的文件系统1就是被弄成了可以拷贝的文件）当成文件来随意拷贝呢。

再往细里说就是linux kernel是怎么加载文件系统的（文件系统是一个文件吗）。

28 个解决方案

#1

存储设备本身也是有驱动的，比如硬盘和flash都有扇区的概念，这就是硬件驱动的事，由kernel加载。而文件系统说到底就是如何去读写这些扇区。理论上，没有文件系统，也能访问数据，比如直接读bootloader，又比如oracle的Raw分区等等。
kernel有一个虚拟的文件系统架构，包含了各种系统调用，比如read、write等等，不同的文件系统需要实现这些调用。所以说，文件系统不是一个文件，而是文件在硬件上存储和读取的系统。比如说每个文件占用多少个扇区，改文件占用的每个扇区的索引值等等。可以这么理解，文件系统就是管理这些扇区，将文件按一定规则存放到这些扇区里去。

所以，没有文件系统你也能访问硬件数据。比如说假设flash的设备是/dev/sda，直接去读/dev/sda这个文件的前512字节，就是读到了flash的第一个扇区的数据。

至于格式化，就是针对不同的文件系统，初始化一些扇区，比如预留某些扇区作为索引，某些扇区保留目录等等。

#2

x86大哥来了。

呵呵

#3

X86全说了，支持。

#4

那我移植的“文件系统1”这个文件是怎么回事啊？

#5

接分。。。
我的“下载”里面有这方面的资料，可能有帮助。。。

#6

引用 5 楼 spfbc 的回复:

接分。。。
我的“下载”里面有这方面的资料，可能有帮助。。。

别可能啊，确定点！

#7

人呢，出来说两句啊!

#8

加载的是根文件系统，它是一个特殊的文件系统，它主要是为系统提供命令集、配置文件、设备文件等这些系统所需要的东西。而我们一般说的文件系统只是存储设备上数据的一个组织结构，也就是说是用户文件的组织。如果没有那个根文件系统，系统有许多功能实现起来不太方便。大致就是这样...

#9

不懂，突然发现X86神人来了，以前没遇到过。膜拜下

#10

引用 8 楼 lishiyong110 的回复:

加载的是根文件系统，它是一个特殊的文件系统，它主要是为系统提供命令集、配置文件、设备文件等这些系统所需要的东西。而我们一般说的文件系统只是存储设备上数据的一个组织结构，也就是说是用户文件的组织。如果没有那个根文件系统，系统有许多功能实现起来不太方便。大致就是这样...

就是说，在普通的存储设备（如pc的磁盘）上根文件系统可以直接为“存储设备上数据的一个组织结构”而在嵌入式中根文件系统是“主要是为系统提供命令集、配置文件、设备文件等这些系统所需要的东西”（被称为文件系统映像）这里的文件系统和flash设备无关。
在简单说就是我们的普通pc也可以不指定磁盘为根文件系统取而代之的是“文件系统映像”

#11

x86大哥已经说的很详细了。

#12

顶

引用 1 楼 x86 的回复:

存储设备本身也是有驱动的，比如硬盘和flash都有扇区的概念，这就是硬件驱动的事，由kernel加载。而文件系统说到底就是如何去读写这些扇区。理论上，没有文件系统，也能访问数据，比如直接读bootloader，又比如oracle的Raw分区等等。
kernel有一个虚拟的文件系统架构，包含了各种系统调用，比如read、write等等，不同的文件系统需要实现这些调用。所以说，文件系统不是一个文件，……

#13

哦。详细归详细可我看不懂啊，对我来说还没有这个答案直接呢！

牛人当然要尊重！！！但对于问题本身来说跟谁提供的答案没关系。重要的是把问题彻底搞明白！！！！

#14

不排除我太菜的可能！！！

我怎么感觉8楼那哥们回复的更贴近我的问题的本质。

#15

再怎么存储都是一堆二进制数据，这里是把整个文件系统做成一个映像文件，格式化过程太啰嗦，再写数据麻烦，直接烧写一个映像文件，bang！文件管理结构、文件数据。。。都有了

#16

不懂，特来支持...

#17

是不是说我把pc的文件系统做成ram disk形式的“文件系统映像”然后在grub中设置相应的参数，就可以让pc的内核加载ram disk根文件系统，而不是通常的加载硬盘分区作为根文件系统呢？

#18

沉了啊！！！

#19

引用 18 楼 qihuanfengyun 的回复:

沉了啊！！！

主要是这个问题不好说。

#20

内核和根文件系统是不能单独用的，楼主学习下linux系统的基本原理就明白了。

#21

文件系统分为好几种，一种是根文件系统，比如romfs，j2ffs等，这些文件系统提供了许多命令行接口。在内核启动的时候进行挂载。当进入系统后实际上就是进入了根文件系统。
还有一种对文件系统的解释就是一种 如何组织外部存储器上文件存储，访问方式的系统，比如传统的ext2,ext3,ntfs等。一般也称为格式化方式。

#22

我试验过了，按我说的可以让grub加载“根文件系统映像”。他的原理跟制作linux livecd似的。

livecd是通过 initrd 机制给内核先提供一个很微小的内存根文件系统。然后由该内存文件系统经过一系列的过程加载 squashfs 文件系统然后，内核将根文件系统切换到 squashfs 

我们可以只启动 initrd 的内存文件系统，这个跟嵌入式的很相似！！！

下面写出grub的配置：
root （hd0,2）
kernel /boot/LINUX
initrd /boot/initrd.gz
上面的很多要根据实际情况设定，另外inited.gz可以自己制做或用livecd中的（我用的puppy linux中的）做好要保证你的kernel与inited.gz的一致性。

感觉这里的grub相当于u-boot、initrd.gz相当于“根文件系统映像”。

#23

最好要保证你的kernel与inited.gz的一致性。

#24

先说说PC的grub：
stage1 这个前面的446B与MBR前446B是相同的 这个是为了找到boot sector 
xxfs_stage1_5 这个是加载到ram中的文件系统  如果没有它 就无法针对某个由xxfs格式的分区读写
显示开机选项
加载stage2 这个在MBR后32k处(忘记是不是这个数了)  开机后面的事情就都交给stage2了
内核加载运行
文件系统初始化  查找intrd.img（假定是这个名字 这个就是文件系统镜像了也就是你说的文件系统1）
intrd.img做什么呢
挂载 文件系统设备文件  如/proc  /sys
生成相应的设备文件
开户一些系统服务
等等
没有这些 内核是跑不下去的 会panic掉

内核本身实现了一层VFS  对各种文件系统进行了抽象 这样可以支持很多文件系统
比如ext2 ext3现在到ext4了 这里的文件系统是对磁盘的一种组织与管理了  比如数据怎么存放  

flash文件系统有jffs  yaffs(这个是专门针对nand) 等  

当然你直接读取rad data也是可以的  比如u-boot烧到flash就是这样
但是如果你要把block type flash nand flash  mount到某个结点并像一般文件那样访问里面的数据你就得用到文件系统
  

#25

第一次 这么认真地敲这么多的字  linux有些问题的确令人很纠结  
希望我说的对你有帮助
你不要把它跟kernel中的那个搞混了就是了
搞清楚你说的文件系统1 具体做了什么  会明白一些

#26

楼上一堆牛人，膜拜~

#27

哎，问题解决……
结贴。

#28

   顶一个，好东西，我最近也对此甚是疑惑。呵呵，不过还是不太明白的，先收藏了，以后慢慢体会。