一、文件系统概述
(1)在计算机系统中，要用到大量的程序和数据，它们以文件的形式存放在外存中，需要时可随时将它们调入内存.如果由用户直接管理外存上的文件，不仅要求用户熟悉外存特性，了解各种文件的属性，以及它们在外存上的位置，而且在多用户环境下，还必须能保证数据的安全性和一致性.显然这不是最佳选择.
(2)为了解决文件管理的问题，在操作系统中出现了文件系统，负责管理在外存上的文件，并把对文件的存取、共享和保护等手段提供给操作系统和用户。这不仅方便了用户，保证了文件的安全性，还有效地提高了系统资源的利用率.
(3)在16bit单片机系统中由于没有文件系统，用户从存储器(如E2PROM)中读出的是一堆二进制代码，这种处理机制效率低，且容易出错.在ARM-linux嵌入式系统中由于文件系统的存在，它帮助用户屏蔽了底层硬件，用户看到的都是文件，比如hello.txt、long.mp3等，这样用户就可以通过函数read()、write()来操作这些文件，虽然实质上仍是对存储器上的二进制数据进行操作，但开发难度降低.这就是文件系统的作用.
(1)在计算机系统中，要用到大量的程序和数据，它们以文件的形式存放在外存中，需要时可随时将它们调入内存.如果由用户直接管理外存上的文件，不仅要求用户熟悉外存特性，了解各种文件的属性，以及它们在外存上的位置，而且在多用户环境下，还必须能保证数据的安全性和一致性.显然这不是最佳选择.
(2)为了解决文件管理的问题，在操作系统中出现了文件系统，负责管理在外存上的文件，并把对文件的存取、共享和保护等手段提供给操作系统和用户。这不仅方便了用户，保证了文件的安全性，还有效地提高了系统资源的利用率.
(3)在16bit单片机系统中由于没有文件系统，用户从存储器(如E2PROM)中读出的是一堆二进制代码，这种处理机制效率低，且容易出错.在ARM-linux嵌入式系统中由于文件系统的存在，它帮助用户屏蔽了底层硬件，用户看到的都是文件，比如hello.txt、long.mp3等，这样用户就可以通过函数read()、write()来操作这些文件，虽然实质上仍是对存储器上的二进制数据进行操作，但开发难度降低.这就是文件系统的作用.
二、磁盘分区
(1)Windows磁盘分区
<1>在Windows操作系统中，采用行向分区，即先将整个硬盘切开，分为若干个主分区，比如C盘、D盘、E盘、F盘等，再将文件放入不同的磁盘分区内.
<2>C盘可以看做是Windows操作系统的根分区.
<3>当然，每个主分区下还可以分为多个扩展分区.
(2)PC机的linux磁盘分区
<1>在linux操作系统中，采用纵向分区，即先将根文件分为若干个子目录，比如boot目录、bin目录、usr目录、lib目录、proc目录等，再将整个硬盘上的分区与各个子目录相对应.
<2>默认情况下linux系统将整个硬盘分为3个分区，分别是boot分区、swap分区和根分区.
1.boot分区:该分区只有目录/boot与之对应.在/boot目录下主要存放着Grub子目录及内核镜像.因此，用户对目录/boot的访问就是对boot分区的访问.
2.swap分区:该分区用于虚拟内存，在linux系统中没有相应的目录文件与之对应.
3.根分区:除/boot目录外，剩下所有的目录文件均在根分区.
【attention】
1.在linux操作系统中，根分区可以访问boot分区.可以认为将boot分区挂载到根分区的boot目录下，这样根分区就可以通过访问/boot目录来访问boot分区.
2.重装linux系统时，默认会将boot分区、虚拟分区、根分区都进行格式化.
3.swap分区没有相应的目录文件与之对应.
4.所谓的根文件系统不包括boot目录.
(3)嵌入式linux磁盘分区
<1>在嵌入式linux中，只有Flash，而不是硬盘.它有3个分区，分别是Bootloader分区、kernel分区和rootfs分区.
<2>嵌入式linux磁盘的分区方法类似于Windows，它也是先确定每个分区的起始地址及偏移量，然后再向该地址范围内烧入相应的镜像文件.对于Bootloader和kernel，是将二进制数据烧入相应的地址范围内.对于根文件系统，是将文件系统烧入相应的地址范围内.
<3>PC机的linux与ARM的linux区别之一在于后者的Bootloader、kernel只是一堆二进制数数据，并没有相应的文件系统，且根文件系统中并没有boot目录，因此不能将Bootloader和kernel挂载到根文件系统中，这样根文件系统也就无法访问bootloader和kernel.而在PC机的linux系统中，根文件系统可以通过boot目录来访问boot分区.
<4>嵌入式系统中的Bootloader和kernel的作用类似于PC机上linux系统中的Boot分区.在嵌入式系统中，没有类似的swap分区，即嵌入式系统不能使用虚拟内存，其实际物理内存是多大就只能使用多大，不能因为内存小而占用Flash空间而形成虚拟空间.
(1)Windows磁盘分区
<1>在Windows操作系统中，采用行向分区，即先将整个硬盘切开，分为若干个主分区，比如C盘、D盘、E盘、F盘等，再将文件放入不同的磁盘分区内.
<2>C盘可以看做是Windows操作系统的根分区.
<3>当然，每个主分区下还可以分为多个扩展分区.
(2)PC机的linux磁盘分区
<1>在linux操作系统中，采用纵向分区，即先将根文件分为若干个子目录，比如boot目录、bin目录、usr目录、lib目录、proc目录等，再将整个硬盘上的分区与各个子目录相对应.
<2>默认情况下linux系统将整个硬盘分为3个分区，分别是boot分区、swap分区和根分区.
1.boot分区:该分区只有目录/boot与之对应.在/boot目录下主要存放着Grub子目录及内核镜像.因此，用户对目录/boot的访问就是对boot分区的访问.
2.swap分区:该分区用于虚拟内存，在linux系统中没有相应的目录文件与之对应.
3.根分区:除/boot目录外，剩下所有的目录文件均在根分区.
【attention】
1.在linux操作系统中，根分区可以访问boot分区.可以认为将boot分区挂载到根分区的boot目录下，这样根分区就可以通过访问/boot目录来访问boot分区.
2.重装linux系统时，默认会将boot分区、虚拟分区、根分区都进行格式化.
3.swap分区没有相应的目录文件与之对应.
4.所谓的根文件系统不包括boot目录.
(3)嵌入式linux磁盘分区
<1>在嵌入式linux中，只有Flash，而不是硬盘.它有3个分区，分别是Bootloader分区、kernel分区和rootfs分区.
<2>嵌入式linux磁盘的分区方法类似于Windows，它也是先确定每个分区的起始地址及偏移量，然后再向该地址范围内烧入相应的镜像文件.对于Bootloader和kernel，是将二进制数据烧入相应的地址范围内.对于根文件系统，是将文件系统烧入相应的地址范围内.
<3>PC机的linux与ARM的linux区别之一在于后者的Bootloader、kernel只是一堆二进制数数据，并没有相应的文件系统，且根文件系统中并没有boot目录，因此不能将Bootloader和kernel挂载到根文件系统中，这样根文件系统也就无法访问bootloader和kernel.而在PC机的linux系统中，根文件系统可以通过boot目录来访问boot分区.
<4>嵌入式系统中的Bootloader和kernel的作用类似于PC机上linux系统中的Boot分区.在嵌入式系统中，没有类似的swap分区，即嵌入式系统不能使用虚拟内存，其实际物理内存是多大就只能使用多大，不能因为内存小而占用Flash空间而形成虚拟空间.
三、根文件系统
(1)根文件系统
linux要在一个分区上存放系统启动所必需的文件，比如内核镜像文件、内核启动后运行的第一个程序(init)、给用户提供操作界面的shell程序，应用程序所依赖的库等.这些必需、基本的文件合称为根文件系统.Linux系统启动后首先挂载这个分区.一般都包括这样一些子目录:/etc/、/dev/、/usr/、/bin/、/var/等.
(2)普通文件系统
根文件系统由各个目录组成，其它目录上的所有目录、文件的集合，也成为普通文件系统.比如U盘具有fat格式的文件系统，当把U盘插入嵌入式系统中时，为了访问U盘这种物理介质，必须将U盘挂载到根文件系统的某个目录下，常用的挂载点是/mnt目录.现假定/mnt目录原有yaffs格式的文件系统，当挂载成功后，/mnt目录就编程了fat格式的文件系统.需要说明的是，原有的yaffs文件系统只是暂时的屏蔽了，并没有从Flash上消息.当卸载U盘时，/mnt目录仍为yaffs格式的文件系统.所以说，根文件系统下的每个子目录都可以有各自的文件系统.注意，在Windows下U盘时fat格式文件系统，在Linux下是vfat格式文件系统，两者其实是一种，只是名字不同而已.
(3)在根文件系统的最顶层目录中，每个目录都有其具体的目的和用途，一般根据FHS(文件系统层次标准，主要规定顶层文件夹的名字，大家必须统一用相同的名字)定义建立一个正式的文件系统结构，各个分区根据情况分别挂载不同的根文件系统.FHS并不是一个强制性的标准，但大多数的Linux、UNIX发行版都遵循该标准.
(1)根文件系统
linux要在一个分区上存放系统启动所必需的文件，比如内核镜像文件、内核启动后运行的第一个程序(init)、给用户提供操作界面的shell程序，应用程序所依赖的库等.这些必需、基本的文件合称为根文件系统.Linux系统启动后首先挂载这个分区.一般都包括这样一些子目录:/etc/、/dev/、/usr/、/bin/、/var/等.
(2)普通文件系统
根文件系统由各个目录组成，其它目录上的所有目录、文件的集合，也成为普通文件系统.比如U盘具有fat格式的文件系统，当把U盘插入嵌入式系统中时，为了访问U盘这种物理介质，必须将U盘挂载到根文件系统的某个目录下，常用的挂载点是/mnt目录.现假定/mnt目录原有yaffs格式的文件系统，当挂载成功后，/mnt目录就编程了fat格式的文件系统.需要说明的是，原有的yaffs文件系统只是暂时的屏蔽了，并没有从Flash上消息.当卸载U盘时，/mnt目录仍为yaffs格式的文件系统.所以说，根文件系统下的每个子目录都可以有各自的文件系统.注意，在Windows下U盘时fat格式文件系统，在Linux下是vfat格式文件系统，两者其实是一种，只是名字不同而已.
(3)在根文件系统的最顶层目录中，每个目录都有其具体的目的和用途，一般根据FHS(文件系统层次标准，主要规定顶层文件夹的名字，大家必须统一用相同的名字)定义建立一个正式的文件系统结构，各个分区根据情况分别挂载不同的根文件系统.FHS并不是一个强制性的标准，但大多数的Linux、UNIX发行版都遵循该标准.
四、虚拟文件系统
虚拟文件系统(VFS)作为内核子系统，为用户空间程序提供了文件系统相关的接口.系统中所有文件系统不但依赖VFS共存，而且也依靠VFS系统协同工作.通过虚拟文件系统，程序可以利用标准的UNIX文件系统调用对不同介质上的不同文件系统进行读写操作.VFS主要有两方面的作用:
(1)为kernel识别不同的文件系统类型
当内核启动后系统会先启动虚拟文件系统，由于不同物理介质上的文件系统类型不同，因此kernel需要VFS来帮忙识别当前物理介质上是哪种文件系统.其实，无论什么类型的文件系统，对于VFS而言，它只是一个文件而已.在嵌入式系统的启动过程中，VFS是对内核所支持的文件系统进行一一识别.比如，VFS识别出当前系统是yaffs格式的文件系统，则内核便将控制权交给了yaffs文件系统.注意，VFS始终都存在.
(2)为不同类型文件系统之间数据通信提供了桥梁作用
在嵌入式系统中，允许根文件系统下各个子目录具有不同格式的文件系统，而子目录间会有一些数据流通，比如将当前子目录下的某个文件拷贝到另一子目录下，由于两个子目录具有不同格式的文件系统，因此必须借助于虚拟文件系统VFS的帮忙.由于VFS的存在，就可以使用标准的open()、read()和write()这样的系统调用而无需考虑具体文件系统和实际物理介质.例如:
#cp /hard/v1 /soft/v2 /*目录hard是ext3格式，目录soft是yaffs格式*/
该命令作用是将目录hard下的v1文件拷贝到目录soft，并重命名为v2.由于两个子目录具有不同格式的文件系统，它们之间的转换就需要VFS.当系统执行该命令时，cp首先被VFS拿到，翻译时它会先找到cp命令的源地址(hard目录)，根据源地址的文件格式调用其系统调用函数read()，将文件内容读出.再找到cp命令的目的地址(soft)，根据目标地址的文件格式调用其系统调用函数write()，最后将内容写入v2文件内.这就是VFS的作用.注意，虽然不同类型的文件系统都具有标准的系统调用函数open()、read()和write()，但这些函数在不同文件系统中实现的方法也不同，它们只是名字相同而已.
(1)为kernel识别不同的文件系统类型
当内核启动后系统会先启动虚拟文件系统，由于不同物理介质上的文件系统类型不同，因此kernel需要VFS来帮忙识别当前物理介质上是哪种文件系统.其实，无论什么类型的文件系统，对于VFS而言，它只是一个文件而已.在嵌入式系统的启动过程中，VFS是对内核所支持的文件系统进行一一识别.比如，VFS识别出当前系统是yaffs格式的文件系统，则内核便将控制权交给了yaffs文件系统.注意，VFS始终都存在.
(2)为不同类型文件系统之间数据通信提供了桥梁作用
在嵌入式系统中，允许根文件系统下各个子目录具有不同格式的文件系统，而子目录间会有一些数据流通，比如将当前子目录下的某个文件拷贝到另一子目录下，由于两个子目录具有不同格式的文件系统，因此必须借助于虚拟文件系统VFS的帮忙.由于VFS的存在，就可以使用标准的open()、read()和write()这样的系统调用而无需考虑具体文件系统和实际物理介质.例如:
#cp /hard/v1 /soft/v2 /*目录hard是ext3格式，目录soft是yaffs格式*/
该命令作用是将目录hard下的v1文件拷贝到目录soft，并重命名为v2.由于两个子目录具有不同格式的文件系统，它们之间的转换就需要VFS.当系统执行该命令时，cp首先被VFS拿到，翻译时它会先找到cp命令的源地址(hard目录)，根据源地址的文件格式调用其系统调用函数read()，将文件内容读出.再找到cp命令的目的地址(soft)，根据目标地址的文件格式调用其系统调用函数write()，最后将内容写入v2文件内.这就是VFS的作用.注意，虽然不同类型的文件系统都具有标准的系统调用函数open()、read()和write()，但这些函数在不同文件系统中实现的方法也不同，它们只是名字相同而已.