[嵌入式系统-68]：RT-Thread-组件：tmpfs 临时文件系统，是一种基于内存的文件系统_rt-thread tmpfs

目录

tmpfs 临时文件系统

1. 文件管理

2. 目录管理

3. MSH 命令

4. 如何使用

5. 使用示例

---

tmpfs 临时文件系统

tmpfs 是一个临时文件系统的实现，是一种基于内存的文件系统，优势是：

• 动态调整虚拟内存
• 读写速度快

tmpfs 还有一个特点，它不是存在于一个底层块设备上面，而是直接建立在虚拟内存之上的，无需使用 mkfs 格式化，直接 mount挂载 就可以创建 tmpfs 文件系统。由于是在内存中存储数据，那么在断电后数据也会丢失。

在 RT-Thread 中，也存在一份ramfs。tmpfs 和 ramfs 的区别如下表：

目前 tmpfs 已经作为一个组件存在于 RT-Thread 中，位于 rt-thread\components\dfs\filesystems\tmpfs，可以进行裁剪配置。

RT-Thread中的tmpfs和ramfs都是基于内存的文件系统，但它们之间存在一些重要的区别。

1. 访问权限：ramfs只能由root用户访问，而tmpfs则允许一般用户访问。
2. 存储介质和机制：ramfs直接工作于虚拟文件系统（VFS）层，它不能也不需要具体问题系统层来格式化，可以创建多个，并且在创建时可以指定其最大能使用的内存大小。而tmpfs则是一种临时文件系统，直接建立在虚拟内存之上，无需使用mkfs格式化，直接mount就可以创建。tmpfs的存储内容是通过虚拟内存（VM）管理的，包括真实的物理内存和swap磁盘，但在swap中的读写速度相对于物理内存要慢很多。
3. 数据持久性：由于ramfs和tmpfs都是基于内存的文件系统，因此在断电后数据都会丢失。但是，tmpfs有一个特点，即它是临时的，当umount一个tmpfs实例时，存储在其中的所有内容将丢失。而ramfs在默认情况下被限制最多可使用内存大小的一半，但可以通过maxsize选项来改变其最大使用内存的大小。
4. 容量调整：tmpfs有最大容量限制，但可以通过"mount -o remount …"命令对tmpfs的容量大小进行调整。而ramfs在创建时可以指定其最大能使用的内存大小，但创建后没有容量大小的限制，存在耗尽内存的风险。

总的来说，tmpfs和ramfs都是基于内存的文件系统，但tmpfs在访问权限、存储机制、数据持久性和容量调整方面提供了更多的灵活性和功能。在选择使用哪种文件系统时，需要根据具体的应用场景和需求来进行选择。

在RT-Thread中，tmpfs和ramfs作为基于内存的文件系统，也有其特定的用途。

tmpfs：

tmpfs在RT-Thread中主要用于存储临时数据。由于tmpfs是在内存中存储数据，因此它的读写速度非常快，非常适合用于存储那些需要频繁访问但又不需要持久化存储的数据。例如，它可以用于存储进程运行时产生的临时文件、缓存数据等。在RT-Thread中，tmpfs可以通过POSIX接口进行访问和操作，提供了open、close、read、write等基本的文件操作函数，方便开发者进行文件操作。

ramfs：

ramfs在RT-Thread中同样是一个基于内存的文件系统，但相比于tmpfs，它更加简单和直接。ramfs直接利用系统的物理内存作为存储空间，将其作为一个可调整大小的基于RAM的文件系统。ramfs没有持久化存储，数据在断电后会丢失，因此它主要用于临时存储和系统初始化等场景。ramfs的大小是动态调整的，随着文件的创建和删除，它会动态地增加或减少所使用的内存空间。在RT-Thread中，ramfs可以通过特定的API进行创建和管理，但相比于tmpfs，它的使用相对较少，因为tmpfs提供了更多的功能和灵活性。

总的来说，tmpfs和ramfs在RT-Thread中各有其用途，tmpfs更适合用于存储需要频繁访问但又不需要持久化存储的临时数据，而ramfs则更加简单和直接，主要用于临时存储和系统初始化等场景。开发者可以根据具体的应用场景和需求来选择使用哪种文件系统。

1. 文件管理

对 tmpfs 文件的操作，应用层可以直接使用 POSIX 进行访问，操作文件的访问序列图如下所示：

对文件的操作有：

• open：打开文件
• close：关闭文件
• read：读取文件数据
• write：向文件中写数据
• lseek：改变读写一个文件时读写指针位置
• getdents：获取目录项
• stat：获取文件状态

2. 目录管理

对目录的管理可以使用 POSIX 接口，其访问序列图与访问文件序列图类似，对目录的操作有：

• mkdir：创建目录
• rmdir：删除目录
• opendir：打开目录
• readdir：读取目录
• closedir：关闭目录
• dirent：读取目录
• telldir：取得目录流的读取位置
• seekdir：设置下次读取目录的位置
• rewinddir：重设读取目录的位置为开头位置

3. MSH 命令

可以使用 DFS 的 MSH 命令对 tmpfs 进行操作，文件系统操作常用的 MSH 命令如下表所示：

4. 如何使用

如下是应用层使用 DFS 虚拟文件系统的 API 对 tmpfs 进行访问的序列图：

• 文件系统自动初始化：开启自动初始化之后，虚拟文件系统和临时文件系统都将自动初始化，无需用户执行。
• 在应用层使用 dfs_mount() 挂载 tmpfs 文件系统。
• 在应用层使用 DFS 虚拟文件系统的 API 对 tmpfs 进行访问，更多 API 接口详见 DFS 虚拟文件系统。

5. 使用示例

使用 QEMU 演示 tmpfs 的使用，以挂载在 "/mnt/tmp" 目录为例进行演示。

在 rt-thread 源码的 rt-smart 分支上，打开 qemu-vexpress-a9 BSP，使用 menuconfig 在组件中配置 tmpfs，位于 "RT-Thread Components → Device virtual file system"，退出保存。

备注：

这里支持RAM文件系统和tmp文件系统！！！

注意：若同一个系统中使用多个文件系统，注意在同一界面修可挂载文件系统数量值与文件系统类型个数的值，使其支持多文件系统。

在 mnt.c 中使用 dfs_mount 挂载文件系统的代码如下所示：

    /* romfs 挂载在 / 下 */
    /* fatfs 挂载在 /mnt 下 */
    /* tmpfs 挂载在 /mnt/tmp 下 */
    if (dfs_mount(RT_NULL, "/mnt/tmp", "tmp", 0, NULL) != 0)
    {
        rt_kprintf("Dir /tmp mount failed!\n");
        return -1;
    }复制错误复制成功

使用命令 scons 编译后，输入 qemu.bat 运行 qemu，切换到 mnt 目录下创建 tmp 目录（若是第一次使用 fatfs，则需要先使用 mkfs 格式化）

msh />cd mnt            # 使用 cd 命令切换目录
msh /mnt>mkdir tmp      # 使用 mkdir 创建新目录
msh /mnt>ls             # 使用 ls 命令查看当前目录信息
Directory /mnt:
tmp                 <DIR>复制错误复制成功

执行 "ctrl+c" 退出 qemu 后，再次执行 qemu.bat 运行 qemu

使用文件系统的 MSH 命令在 tmpfs 文件系统中操作文件：

msh /mnt/tmp>echo "RT-Thread"         # 将字符串输出到标准输出
RT-Thread
 
msh /mnt/tmp>mkdir test               # 创建 test 目录
msh /mnt/tmp>echo "rtt" tmpfile.txt   # 使用 echo 命令将输入的字符串输出到指定输出位置
msh /mnt/tmp>ls                       # 使用 ls 命令查看当前目录信息
Directory /mnt/tmp:
tmpfile.txt         3
test                <DIR>
 
msh /mnt/tmp>cat tmpfile.txt          # 使用 cat 命令查看文件内容