概述
Linux与VxWorks的主要区别
7、文件系统差异,主要讲Linux方面:
a)文件共享
多进程可以同时访问一个文件,文件会在内存中存在一个映像
一个进程修改,其他进程都可能更新,特别是通过map方式
b)文件按需加载
如果系统都只访问文件一个片段,最小情况下内存只有一段文件片段的buffer
=======下面的内容供参考=======
VxWorks文件系统的总体系统结构:
我们通常使用的fopen/fread/fwrite/fseek/fclose等接口都是上图中的buffer层接口,该层是在io层基础上封装了一个缓冲,大小是1K byte。
下面就是io管理层,该层管理所有VxWorks的设备,文件系统作为一个设备也挂接在io层中,除了文件系统外,还有串口/socket等都是VxWorks的设备。
在这层统一使用函数open/read/write/close/ioctrl/lseek等接口统一操作。这层内部实现上,使用设备管理表来统一管理各个设备。
VxWorks的设备管理表中记录了各个设备的设备号、设备名、驱动指针。devs命令列出了设备号和设备名。sockte、串口设备和文件系统等都是VxWorks的设备。VxWorks的其他设备也是作为文件来管理的。
Linux文件系统简介:
一个“分区”实质上是介质上的一片连续的扇区。如果介质是磁盘,则是磁盘分区,如果介质是内存,则为内存分区。它本身可以与文件系统无关(例如在我们对它进行格式化之前)。它不隶属于任何目录,不存在“某个分区所在的目录的”说法。
“文件系统”可以理解为一个“分区”上存储文件的一种管理方式和布局,简称“管理布局”。如一个分区可以以ext2的布局方式来管理文件,也可以以ntfs的布局方式来管理文件等。有不同“管理布局”的分区,可以有相同的目录/文件树结构。
当分区被格式化后(即有了布局后),就可以用来存储文件。这时这样的一片连续的扇区,需要有一个入口(或者指针),即挂载点。一个分区的挂载点可以是“/”的任意目录。进入挂载点,就等于进入到了该分区的所谓的最上层目录。显而易见,一个分区可以有多个挂载点,即多个入口。也可以更换入口。也可以没有任何入口,即把该分区的所有挂载点都umount。
访问一个分区有两种方法,一是可以通过挂载点来访问,此时可以看到分区的目录/树结构。二是绕过文件系统和挂载点,直接访问物理设备(通过设备文件)。此时看不到分区的目录/树结构,只能读写扇区裸数据。未格式化或尚未挂载的分区,只能通过这种方法。当然即使拥有挂载点(入口)的分区也可以直接读写扇区裸数据。
a)linux文件系统分配策略:
块分配( block allocation ) 和扩展分配( extent allocation )
块分配:磁盘上的文件块根据需要分配给文件,避免了存储空间的浪费。但当文件扩充时,会造成文件中文件块的不连续,从而导致过多的磁盘寻道时间。
每一次文件扩展时,块分配算法就需要写入文件块的结构信息,也就是 meta-dada 。meta-data总是与文件一起写入存储设备,改变文件的操作要等到所有meta-data的操作都完成后才能进行,因此,meta-data的操作会明显降低整个文件系统的性能。
扩展分配:文件创建时,一次性分配一连串连续的块,当文件扩展时,也一次分配很多块。meta-data在文件创建时写入,当文件大小没有超过所有已分配文件块大小时,就不用写入meta-data,直到需要再分配文件块的时候。
扩展分配采用成组分配块的方式,减少了SCSI设备写数据的时间,在读取顺序文件时具有良好的性能,但随机读取文件时,就和块分配类似了。
文件块的组或块簇 ( block cluster) 的大小是在编译时确定的。簇的大小对文件系统的性能有很大的影响。
注:meta-data 元信息:和文件有关的信息,比如权限、所有者以及创建、访问或更改时间等。
b)文件的记录形式
linux文家系统使用索引节点(inode)来记录文件信息。索引节点是一种数据结构,它包含了一个文件的长度、创建及修改时间、权限、所属关系、磁盘中的位置等信息。
一个文件系统维护了一个索引节点的数组,每个文件或目录都与索引节点数组中的唯一的元素对应。每个索引节点在数组中的索引号,称为索引节点号。
linux文件系统将文件索引节点号和文件名同时保存在目录中,所以,目录只是将文件的名称和它的索引节点号结合在一起的一张表,目录中每一对文件名称和索引节点号称为一个连接。对于一个文件来说,有一个索引节点号与之对应;而对于一个索引节点号,却可以对应多个文件名。
连接分为软连接和硬连接,其中软连接又叫符号连接。
硬连接:原文件名和连接文件名都指向相同的物理地址。目录不能有硬连接;硬连接不能跨文件系统(不能跨越不同的分区),文件在磁盘中只有一个拷贝。由于删除文件要在同一个索引节点属于唯一的连接时才能成功,因此硬连接可以防止不必要的误删除。
软连接:用 ln -s 命令建立文件的符号连接。符号连接是linux特殊文件的一种,作为一个文件,它的数据是它所连接的文件的路径名。没有防止误删除的功能。
c)文件系统类型:
ext2 : 早期linux中常用的文件系统
ext3 : ext2的升级版,带日志功能
RAMFS : 内存文件系统,速度很快
NFS : 网络文件系统,由SUN发明,主要用于远程文件共享
MS-DOS : MS-DOS文件系统
VFAT : Windows 95/98 操作系统采用的文件系统
FAT : Windows XP 操作系统采用的文件系统
NTFS : Windows NT/XP 操作系统采用的文件系统
HPFS : OS/2 操作系统采用的文件系统
PROC : 虚拟的进程文件系统
ISO9660 : 大部分光盘所采用的文件系统
ufsSun : OS 所采用的文件系统
NCPFS : Novell 服务器所采用的文件系统
SMBFS : Samba 的共享文件系统
XFS : 由SGI开发的先进的日志文件系统,支持超大容量文件
JFS :IBM的AIX使用的日志文件系统
ReiserFS : 基于平衡树结构的文件系统
udf: 可擦写的数据光盘文件系统
最后
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