我们继续上篇没有讲完的嵌入式     Linux   启动时间优化方法，本文主要会讲文件系统。想看上一篇的请查看本文结尾的链接。

 1. 文件系统

不同的     存储   介质会采用不同的文件系统：

1）块存储介质 （包括存储卡， eMMC）：

ext2， ext3，ext4

xfs， jfs，reise     rf   s

btrfs

f2fs

SquashFS

2）Raw 闪存：

JFFS2

YAFFS2

UB     IF   S

ubiblock +SquashFS

对于块文件系统，特性各异：

ext4：最适合较大的分区，良好的读写性能。

xfs，jfs，reiserfs：在某些读或写场景中也可能很好。

btrfs，f2fs：利用闪存块设备的特性，可以实现最佳的读写性能。

SquashFS：对于只读分区，最佳挂载时间和读取性能。非常适合需要只读的根文件系统。

下面分别介绍各文件系统的详细特性。

 1.1. JFFS2

用于RAW Flash：

挂载时间取决于文件系统的大小：内核必须在挂载时扫描整个文件系统，以读取属于每个文件的块。

需要使用CONFIG_JFFS2_SUMMARY内核选项将此类信息存储在Flash中。这大大减少了安装时间。

    ARM   基准：对于128 MB分区，从16 s到0.8 s。

与YAFFS2和UBIFS相比，读写性能相当差。

 1.3 YAFFS2

用于RAW Flash：

良好的安装时间

良好的读写性能

缺点：不压缩，不在主线Linux内核中

 1.4. UBIFS

用于RAW Flash：

优势：

良好的读写性能（类似于YAFFS2）

其他优点：更好的磨损均衡（不仅可以在单个分区内，而且可以在整个UBI空间中使用）。

缺点：

不适用于小型分区（元数据开销过多）。请改用JFFS2或JAFFS2。

挂载时间不是很好，因为初始化UBI需要时间（UBI Attach：在引导时或在用户空间中运行ubi_attach）。

由Linux 3.7中引入的UBI Fastmap解决。

 1.5. UBI Fastmap如何工作

UBI 加载：需要通过扫描所有擦除块来读取UBI元数据。时间与存储空间成正比。

UBI Fastmap将此类信息存储在几个闪存块中（通常在系统关闭期间在UBI分离时），并在引导时找到该信息。

这样可使UBI附加时间恒定。

如果Fastmap信息无效（例如，不正常的系统关闭），它将退回到扫描状态（速度较慢，但能保证正确，Fastmap在下次启动时将恢复）。

详细信息：Thomas Gleixner的ELCE 2012演讲：

http://elinux.org/images/a/ab/UBI_Fastmap.pdf

使用步骤：

使用CONFIG_UBI_FASTMAP配置编译内核

使用ubi.fm_autoconvert = 1内核参数至少引导一次系统。

以干净的方式重启系统

保证如上启动一次后可以删除ubi.fm_autoconvert = 1

UBI Fastmap性能     测试   举例：

在Linux 3.10的     Microchip   SAMA5D3 Xpl     ai   ned板（ARM）上测得

UBI空间：216 MB

根文件系统：已使用80 MB（Yocto）

平均加载时间：

无UBI Fastmap，加载时间：968ms

有UBI Fastmap，加载时间：238 ms

可见UBI Fastmap 改善非常显著！

 1.6. ubiblock + SquashFS

对RAW Flash ：

ubiblock：位于UBI顶部的只读块设备

利用CONFIG_MTD_UBI_BLOCK配置编译。

允许将SquashFS放在UBI卷上。

引导时间和读取性能不错。非常适合于只读根文件系统。

 2. 选取合适的文件系统

RAW Flash ：带有CONFIG_UBI_FASTMAP的UBIFS可能是最佳解决方案。

块存储：SquashFS是根文件系统的最佳解决方案，它可以是只读的。Btrfs和f2fs可能是读/写文件系统的最佳解决方案。

更改文件系统类型非常容易，并且对应用程序完全透明。只需尝试几个文件系统选项，看看哪个最适合！

不要只关注启动时间。

对于读写性能至关重要的系统，我们建议使用单独的根文件系统（以加快启动时间）和数据分区（以实现良好的运行时性能）。

 2.1 Init     ram      fs

一个很好的方案是使用非常小的initramfs，以启动关键应用程序，然后切换到最终的根文件系统。

initramfs机制：将根文件系统集成到内核映像中，因此它与内核一起被加载到内存中：

它将文件系统的压缩存档集成到内核映像中

变种：压缩的initramfs固件也可以由bootloader单独加载。

initramfs在下面两种情况下非常有用：

快速启动且非常小的根文件系统。由于文件系统在启动时已完全加载，因此应用程序启动也非常快。

作为切换到实际根文件系统之前的中间步骤，该文件位于需要其驱动程序不属于内核映像的设备（存储驱动程序，文件系统驱动程序，网络驱动程序）上。始终在桌面/服务器发行版的内核上使用此选项，以保持内核映像大小合理。

 2.2 内存中的initramfs

使用CONFIG_INITRAMFS_SOURCE选项在内核配置级别定义initramfs的内容

可以是包含根文件系统内容的目录的路径

可以是c     pi   o归档文件的路径

可以是描述initramfs内容的文本文件

内核构建过程将自动获取CONFIG_INITRAMFS_SOURCE选项配置的内容，并将根文件系统集成到内核映像中

详细信息（在内核源文件中）：

Documenta     ti   on/filesys     te   ms/ramfs-rootfs-initramfs.txt

Documenta  TI on/early-use     rs   pace/README

 2.3 用initramfs启动过程

 2.4 initramfs 降低启动时间

创建尽可能小的最小初始化文件，足以启动关键应用程序，然后使用switch_root切换到最终根文件系统：

使用轻量级的C库以减小固件大小，建议使用uClibc。

将BusyBox裁剪到最小。甚至可以不用BusyBox直接在C中实现/init。

使用静态链接的应用程序（较少的     CPU   开销，较少的库加载，较小的initramfs（如果根本没有库））。Buildroot中用BR2_STA  TI C_LIBS配置。

 2.5 静态链接可执行文件

静态链接的可执行文件对于减小大小（特别是在小型initramfs中）非常有用，并且启动工作量较少。

如果您将initramfs放在压缩的内核映像中，请不要对其进行压缩（启用CONFIG_INITRAMFS_COMPRESSION_NONE）。

否则默认情况下，您的initramfs数据将被压缩两次，内核将更大，并且将花费更多的时间来加载和解压缩。

在Linux 5.1上的示例在Beagle Bone Black上具有1.60 MB的initramfs（tar存档大小）：这可以将内核大小从4.94 MB减少到4.74 MB（-200 KB），并节省大约170毫秒的启动时间。

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