tmpfs and ramfs

本文详细介绍了Linux系统中的Ramfs与Tmpfs文件系统,包括它们的特点、使用方法及如何设置最大使用内存大小等内容。

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tmpfs 文档系统,请键入: # mount tmpfs /dev/shm -t tmpfs -o size=32m

  命令的等价功能添加到 /etc/fstab,应该是这样: tmpfs /dev/shm tmpfs size=32m 0 0

  Ramfs顾名思义是内存文档系统,他工作于虚拟文档系统(VFS)层。不能格式化,能够创建多个,在创建时能够指定其最大能使用的内存大小。假如您的Linux已将Ramfs编译进内核,您就能够很容易地使用Ramfs了。创建一个目录,加载Ramfs到该目录即可。

  # mkdir -p /RAM1
  # mount -t ramfs none /RAM1

  缺省情况下,Ramfs被限制最多可使用内存大小的一半。能够通过maxsize

  (以kbyte为单位)选项来改变。

  # mkdir -p /RAM1
  # mount -t ramfs none /RAM1 -o maxsize=10000

  以上即创建了一个限定了最大使用内存大小为10M的ramdisk。

  Tmpfs是个虚拟内存文档系统,他不同于传统的用块设备形式来实现的ramdisk,也不同于针对物理内存的Ramfs。Tmpfs能够使用物理内存,也能够使用交换分区。在Linux内核中,虚拟内存资源由物理内存(RAM)和交换分区组成,这些资源是由内核中的虚拟内存子系统来负责分配和管理。 Tmpfs就是和虚拟内存子系统来"打交道"的,他向虚拟内存子系统请求页来存储文档,他同Linux的其他请求页的部分相同,不知道分配给自己的页是在内存中还是在交换分区中。Tmpfs同Ramfs相同,其大小也不是固定的,而是随着所需要的空间而动态的增减。使用tmpfs,首先您编译内核时得选择"虚拟内存文档系统支持(Virtual memory filesystem support)" ,然后就能够加载tmpfs文档系统了。

  # mkdir -p /mnt/tmpfs
  # mount tmpfs /mnt/tmpfs -t tmpfs

  为了防止tmpfs使用过多的内存资源而造成系统的性能下降或死机,能够在加载时指定tmpfs文档系统大小的最大限制。

  # mount tmpfs /mnt/tmpfs -t tmpfs -o size=32m

  以上创建的tmpfs文档系统就规定了其最大的大小为32M。不管是使用ramfs还是tmpfs,必须明白的是,一旦系统重启,他们中的内容将会丢失。所以那些东西能够放在内存文档系统中得根据系统的具体情况而定。

本文来自优快云博客,转载请标明出处:http://blog.youkuaiyun.com/wangqis/archive/2009/08/13/4444377.aspx

补充

在Linux中可以将一部分内存mount为分区来使用,通常称之为RamDisk。
RamDisk有三种实现方式:

· 第一种就是传统意义上的,可以格式化,然后加载。
       这在Linux内核2.0/2.2就已经支持,其不足之处是大小固定,之后不能改变。
       为了能够使用Ramdisk,我们在编译内核时须将block device中的Ramdisk支持选上,它下面还有两个选项,一个是设定Ramdisk的大小,默认是4096k;另一个是initrd的支持。
       如果对Ramdisk的支持已经编译进内核,我们就可以使用它了:
                     首先查看一下可用的RamDisk,使用ls /dev/ram*
                     首先创建一个目录,比如test,运行mkdir /mnt/test;
                     然后对/dev/ram0 创建文件系统,运行mke2fs /dev/ram0;
                     最后挂载 /dev/ram0,运行mount /dev/ram /mnt/test,就可以象对普通硬盘一样对它进行操作了。
       更详细的内容可以参考: http://www.linuxfocus.org/ChineseGB/November1999/article124.html
                                                http://www.vanemery.com/Linux/Ramdisk/ramdisk.html


· 另两种则是内核2.4才支持的,通过Ramfs或者Tmpfs来实现:
       它们不需经过格式化,用起来灵活,其大小随所需要的空间而增加或减少。

       Ramfs顾名思义是内存文件系统,它它处于虚拟文件系统(VFS)层,而不像ramdisk那样基于虚拟在内存中的其他文件系统(ex2fs)。
       因而,它无需格式化,可以创建多个,只要内存足够,在创建时可以指定其最大能使用的内存大小。
       如果你的Linux已经将Ramfs编译进内核,你就可以很容易地使用Ramfs了。创建一个目录,加载Ramfs到该目录即可:
                  # mkdir /testRam
                  # mount -t ramfs none /testRAM
       缺省情况下,Ramfs被限制最多可使用内存大小的一半。可以通过maxsize(以kbyte为单位)选项来改变。
                  # mount -t ramfs none /testRAM -o maxsize=2000 (创建了一个限定最大使用内存为2M的ramdisk)

       Tmpfs是一个虚拟内存文件系统,它不同于传统的用块设备形式来实现的Ramdisk,也不同于针对物理内存的Ramfs。
       Tmpfs可以使用物理内存,也可以使用交换分区。在Linux内核中,虚拟内存资源由物理内存(RAM)和交换分区组成,这些资源是由内核中的虚拟内存子系统来负责分配和管理。
       Tmpfs向虚拟内存子系统请求页来存储文件,它同Linux的其它请求页的部分一样,不知道分配给自己的页是在内存中还是在交换分区中。同Ramfs一样,其大小也不是固定的,而是随着所需要的空间而动态的增减。
       使用tmpfs,首先你编译内核时得选择"虚拟内存文件系统支持(Virtual memory filesystem support)" 。
       然后就可以加载tmpfs文件系统了:
            # mkdir -p /mnt/tmpfs
            # mount tmpfs /mnt/tmpfs -t tmpfs
       同样可以在加载时指定tmpfs文件系统大小的最大限制:
           # mount tmpfs /mnt/tmpfs -t tmpfs -o size=32m

<think>好的,我现在要回答用户关于ramfs文件系统的问题,包括使用说明和实现细节。首先,我需要回忆一下ramfs的基本概念和它在Linux中的角色。ramfs是一个基于内存的文件系统,使用物理内存作为存储介质,允许用户将文件和目录存储在内存中,从而提高读写速度。不过,用户提到要参考提供的三个引用内容,我需要检查这些引用是否有相关信息。 查看引用[1],它主要讨论了根文件系统的理解,虽然提到了文件系统的重要性,但并没有直接涉及ramfs的具体内容。引用[2]描述了real_lookup函数的作用,涉及文件系统的查找操作,可能与ramfs的查找机制有关,但具体实现细节可能不在其中。引用[3]概述了文件系统的演进,提到了磁盘管理、数据布局等,但ramfs作为内存文件系统,可能不涉及磁盘管理,不过数据布局和文件结构部分可能相关。 接下来,我需要确定ramfs的主要特点和实现机制。ramfs没有使用磁盘缓存,而是直接将数据存储在内存中,这意味着其大小动态变化,直到内存耗尽。这与tmpfs不同,tmpfs允许限制大小并使用交换空间。因此,在说明使用时需要强调这一点,避免内存被耗尽的风险。 在实现细节方面,ramfs作为内核模块,可能依赖于虚拟文件系统(VFS)的接口,如inode_operations结构中的lookup函数,如引用[2]提到的。这可能涉及到如何在内核中注册文件系统类型,处理目录项和inode的创建。此外,ramfs的数据结构可能较为简单,因为它不需要处理磁盘块分配,而是直接使用内存页。 使用说明方面,用户可能关心如何挂载ramfs。例如,使用mount命令指定类型为ramfs,并提供目标目录。此外,可能需要提醒用户注意内存使用情况,避免系统因内存不足而崩溃。 最后,生成相关问题需要围绕ramfs的特点、与其他文件系统的比较、应用场景、潜在风险以及实现机制展开。确保问题能够引导用户进一步探索相关知识,并参考提供的引用内容中的相关部分,如文件系统的演进中的并发控制或数据布局,虽然ramfs可能较为简单,但可以对比其他复杂文件系统。 需要验证所提供的信息是否正确,例如确认ramfs是否真的没有大小限制,以及挂载命令的正确性。同时,确保引用标记正确,引用的内容是否确实与讨论的点相关,比如引用[3]中的文件系统演进部分可能用来对比ramfs和其他文件系统的设计差异。</think>### RAMFS文件系统使用说明与实现细节 RAMFS(RAM File System)是Linux内核内置的**内存文件系统**,直接利用物理内存作为存储介质,适用于需要**高速临时存储**的场景。以下从使用方法和实现机制两方面说明: --- #### 一、使用说明 1. **挂载RAMFS** ```bash # 创建挂载点 sudo mkdir /mnt/ramfs # 挂载ramfs(默认无大小限制) sudo mount -t ramfs none /mnt/ramfs ``` - 默认情况下,RAMFS会动态占用内存,直到系统内存耗尽[^3]。 2. **设置容量限制(可选)** RAMFS本身不支持容量限制,但可通过`mount -o size=100M`参数尝试(实际无效,需改用tmpfs): ```bash # 推荐改用tmpfs实现容量限制 sudo mount -t tmpfs -o size=100M tmpfs /mnt/tmpfs ``` 3. **读写测试** ```bash echo "Hello RAMFS" > /mnt/ramfs/test.txt cat /mnt/ramfs/test.txt ``` - 所有操作均在内存中完成,速度可达GB/s级别。 4. **卸载文件系统** ```bash sudo umount /mnt/ramfs ``` - 卸载后数据立即丢失。 --- #### 二、实现细节 1. **核心机制** - **动态内存分配**:文件写入时通过`alloc_pages()`直接申请内存页,不限制容量。 - **无持久化存储**:数据仅存于内存,断电或卸载后消失。 - **VFS接口集成**:通过`struct file_system_type`注册到内核,实现`mount`、`kill_sb`等回调函数[^2]。 2. **数据结构** - **inode与dentry**:使用内存中的`struct inode`和`struct dentry`管理文件元数据。 - **页缓存**:文件内容存储在`struct page`链表中,读写操作直接映射到内存地址。 3. **性能优势与风险** - **优势**:无磁盘I/O瓶颈,适合临时文件、缓存等场景。 - **风险**:过度使用可能导致OOM(内存耗尽),需谨慎监控。 --- #### 三、典型应用场景 1. **临时数据处理**:如编译过程中的临时文件存储。 2. **高速缓存层**:数据库查询缓存或Web服务器静态资源缓存。 3. **嵌入式系统**:无磁盘设备的环境中使用内存存储配置。 ---
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