cramfs文件系统

1、cramfs的特点

       在嵌入式的环境之下，内存和外存资源都需要节约使用。如果使用RAMDISK方式来使用文件系统，那么在系统运行之后，首先要把外存(Flash)上的映像文件解压缩到内存中，构造起RAMDISK环境，才可以开始运行程序。但是它也有很致命的弱点。在正常情况下，同样的代码不仅在外存中占据了空间(以压缩后的形式存在)，而且还在内存中占用了更大的空间(以解压缩之后的形式存在)，这违背了嵌入式环境下尽量节省资源的要求。

      使用cramfs就是一种解决这个问题的方式。cramfs是一个压缩式的文件系统，它并不需要一次性地将文件系统中的所有内容都解压缩到内存之中，而只是在系统需要访问某个位置的数据的时侯，马上计算出该数据在cramfs中的位置，将其实时地解压缩到内存之中，然后通过对内存的访问来获取文件系统中需要读取的数据。cramfs中的解压缩以及解压缩之后的内存中数据存放位置都是由cramfs文件系统本身进行维护的，用户并不需要了解具体的实现过程，因此这种方式增强了透明度，对开发人员来说，既方便，又节省了存储空间。

cramfs拥有以下一些特性：

采用实时解压缩方式，但解压缩的时侯有延迟。

cramfs的数据都是经过处理、打包的，对其进先写操作有一定困难。所以cramfs不支持写操作，这个特性刚好适合嵌入式应用中使用Flash存储文件系统的场合。

在cramfs中，文件最大不能超过16MB。

支持组标识(gid)，但是mkcramfs只将gid的低8位保存下来，因此只有这8位是有效的。

支持硬链接。但是cramfs并没有完全处理好，硬链接的文件属性中，链接数仍然为1.

cramfs的目录中，没有“.”和“..”这两项。因此，cramfs中的目录的链接数通常也仅有一个。

cramfs中，不会保存文件的时间戳(timestamps)信息。当然，正在使用的文件由于inode保存在内存中，因此其时间可以暂时地变更为最新时间，但是不会保存到cramfs文件系统中去。

当前版本的cramfs只支持PAGE_CACHE_SIZE为4096的内核。因此，如果发现cramfs不能正常读写的时侯，可以检查一下内核的参数设置。

2、使用cramfs

可以从下载cramfs-1.1.tar.gz。然后执行

tar zxvf cramfs-1.1.tar.gz

进入解包之后生成cramfs-1.1目录，执行编译命令：

make

编译完成之后，会生成mkcramfs和cramfsck两个工具，其中cramfsck工具是用来创建cramfs文件系统的，而mkcramfs工具则用来进行cramfs文件系统的释放以及检查。

下面是mkcramfs的命令格式：

mkcramfs [-h] [-e edition] [-i file] [-n name] dirname outfile

mkcramfs的各个参数解释如下：

-h：显示帮助信息

-e edition：设置生成的文件系统中的版本号

-i file：将一个文件映像插入这个文件系统之中(只能在Linux2.4.0以后的内核版本中使用)

-n name：设定cramfs文件系统的名字

dirname：指明需要被压缩的整个目录树

outfile：最终输出的文件

cramfsck的命令格式：

cramfsck [-hv] [-x dir] file

cramfsck的各个参数解释如下：

-h：显示帮助信息

-x dir：释放文件到dir所指出的目录中

-v：输出信息更加详细

file：希望测试的目标文件

 四、 Cramfs文件系统的移植过程

       文件系统是紧跟uCLinux内核放置，由内核加载，主要存放用户应用程序和配置信息。CramFS文件系统的基本组成：初始化程序、Shell程序以及其他Linux常用工具、配置文件、链接库、图形界面程序和用户应用程序等。本节将介绍移植CramFS文件系统的具体操作方法。

       4.1、在内核中加入对CramFS文件系统支持

       想要在系统中提供CramFS的能力，我们必须要在编辑uCliunx内核时把支持CramFS的选项加入。尽管uCLinux可以以模块的形式加载各种类型的设备驱动上，但我们选择直接把设备驱动及CramFS文件系统静态地编译进内核中。

       在Memory Technology Devices (MTD)选项中进行配置：

       Memory Technology Device (MTD) support[Y/m/n/?] Y   内存技术设备支持

       MTD partitioning support [Y/m/n/?] Y  支持MTD分区

       Direct char device access to MTD devices[Y/m/n/?] Y  MTD字符设备直接访问

       Caching block device access to MTD devices[Y/m/n/?] Y MTD块设备缓冲访问

       在File Systems选项中进行配置：

       Compressed ROM file system support [Y/m/n/?] Y   ROM文件系统的支持

       完成上述修改并编译后，完成uCliunx内核对CramFS文件系统的支持。

 4.3 、利用mkcramfs工具生成cramfs压缩文件系统

       一般情况下都要把已经规划好的目录结构转换成一个映象文件，创建Cramfs文件系统需要mkcramfs工具，mkcramfs能把相应的Cramfs目录树压缩成为单一的映象文件，这个映象文件就是我们需要移植的文件系统。Mkcramfs的命令格式为：

       Mkcramfs [-h] [--e edition] [-I file] [-n name] DirName   OutFile

       #mkcramfs   root   cramfs.Img

       用以上的命令就可以生成我们需要的cramfs文件系统映象文件，我们可以发现原本为2.36Mbytes大小的目录内容，被压缩成一个1.08Mbytes的CramFS文件系统映象文件， 通过vivi或测试程序将其写入Flash中就可以验证是否移植成功。

       五、小结

     CramFS是一个压缩格式的文件系统，如果系统存储资源比较紧张的话，采用CramFS作为嵌入式Linux系统的根文件系统是一个不错的选择。