FreeBSD下的内存文件系统( 五 )




为了将镜像文件写入内核,需要设置内核选项MD_ROOT_SIZE,需要指定它的尺寸大于镜像文件的尺寸,以便系统在内核中保留出大于镜像文件的自由空间,以使得写入的数据不至于覆盖内核中有用的数据 。这个参数和MD_NSECT是不同的,但它也为一个虚拟磁盘预保留了空间 。如果是使用Boot Loader来载入镜像文件,就不能设置这个选项,因为这将导致系统在启动时初始化多个虚拟磁盘,而只有第一个虚拟磁盘md0才是可以启动的 。


当然,一个能够将MD设备作为启动根文件系统的内核,除了标准的md和MFS选项之外,还需要"options MD_ROOT"的设置选项,以保证内核搜索MD设备的作为根文件系统 。这个设置也可以写作"MFS_ROOT",以便和早期的FreeBSD系统兼容,早期的FreeBSD系统没有使用md伪设备,而是使用第二种直接写入内核的MFS文件系统作为根文件系统 。



几种不同方式的比较


无论是MFS,还是VN设备和MD设备,它们对数据的处理方式其实是非常类似的,MFS就是直接在内存中开辟一个UFS格式的区域,用作文件系统,这个区域其实就是一个虚拟磁盘镜像 。而VN设备和MD设备是先申请内存空间,然后采用标准的文件系统工具进行处理,因此更为灵活 。


最为重要的一点区别实际上是它们获得自由内存空间的方式不同,MFS和VN实际上是使用动态的方式申请虚拟内存,而md设备实际上是在系统启动之前已经分配完毕,是一种静态的方式,其实是通过内核申请空间的方式MALLOC分配的 。这样就导致MFS和VN设备申请的内存是按照虚拟内存的方式进行处理,就是说它们是基于交换空间的,在物理内存不够的情况下将被自然的交换到磁盘设备中 。而MD设备使用的内存是内核申请的,因而位于内核空间中,主要占用物理内存 。


这两种不同的使用内存的方式,造成了这几种不同的内存文件系统的不同用途和使用限制,MFS和VN可以使用更多的交换空间,因而容量更大,使用更灵活,但在高负载的情况下由于系统交换,仍然会造成磁盘访问 。虽然对于md设备,这种现象理论上不会发生,但md设备的大小是受到物理内存的限制的,占用的是宝贵的内核空间,因此主要用来处理比如启动镜像这样的情况,而很少用来处理其他任务 。


除了这些文件系统之外,FreeBSD上事实上还有其他的一些内存文件系统,例如V9FS,这种文件系统的特征是一个纯粹的文件系统,没有涉及磁盘的那些扇区、块等概念等等,这些文件系统目前还不是很完善,也不是标准系统的一部分 。


对于内存文件来讲,一些特色其实是非常有意义的,例如文件系统的压缩技术,由于它能够减少内存空间的大小,因此对于内存文件系统是非常有意义的,可以用于嵌入式系统等领域 。虽然有人在这个方面曾经做过努力,但目前这种特性在FreeBSD下还不能直接得到 。



FreeBSD 5.0中内存文件系统


当对这几种不同的文件系统进行分析比较之后,可以发现它们存在很多种共性,例如MFS和vn设备对于内存的使用方式是相同的,而vn设备和md设备由于都是虚拟磁盘,因此其内容是相同的,这也导致了可以使用vn设备为md设备创建镜像文件 。因此,完全可以将这三种不同的使用内存文件系统的方式合并起来,使设置和操作更为简单易用 。


事实上,之所以存在这几种不同的内存文件系统,源于FreeBSD的历史开发过程 。最早的内存文件系统显然是MFS,但由于不存在虚拟磁盘,存在种种不统一和协调的地方,因此后来就设计了MD设备 。VN设备则与此无关,它最初就是为了文件作为存储设备而设计的,但使用内存作为存储显然也十分直接和简单 。

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