技術標籤：AliOS Things物聯網作業系統物聯網嵌入式實時作業系統HaaSAliOS Things

1、概述

romfs主要在Linux和一些類Unix系統上被使用，它具有體積小、可靠性好、效能高等特點，非常適合在構造最小核心階段使用。AliOS Things中也提供了romfs功能，主要用於只讀檔案系統、微核心階段最小系統等場景下。

romfs的主要特點和用途如下：

• 體積小，節省資源，可以在構造最小核心時使用。
• 只讀檔案系統，防止檔案內容被篡改。
• 檔案順序儲存，讀取效能高。
• 不需要寫入，操作簡單，可靠性高。
• 可以做到不依賴驅動，可被獨立載入。

2、romfs的資料儲存

AliOS Things中提供的romfs，將檔案、目錄等資料打包在只讀程式碼段中。因此，romfs檔案系統沒有獨立的映象，而是被包含在核心映象中。系統啟動後，使用者可以通過一個指定的資料結構訪問romfs檔案系統的資料。

mkromfs.py工具是romfs的一個配套轉換工具，它可以將目錄樹資料轉換成一種C語言結構體（struct romfs_dirent），使用者通過訪問該型別的結構體變數訪問檔案資料。

該結構體的定義如下：

struct romfs_dirent
{
    uint32_t         type;  /* dirent type */
    const char       *name; /* dirent name */
    const uint8_t    *data; /* file date ptr */
    size_t           size;  /* file size */
};
 

其中，type表明某個entry（每個entry對應一個檔案或目錄項）的型別、名稱、資料指標、資料大小等資訊。

entry指向的data和size根據type的不同而不同。

如檔案型別的entry，其data指標指向一個二進位制陣列，該陣列的內容就是檔案的二進位制內容，其size就是檔案的長度；

如果是目錄型別的entry，則其data指標指向一個struct romfs_dirent結構體，即下一個目錄記錄，size則表示該目錄記錄中的成員個數，依此類推。

例如，需要打包成romfs的檔案和目錄結構如下：

通過mkromfs.py工具轉換後，生成的C語言檔案（components/fs/romfs/romfs.c）如下：

/* Generated by mkromfs. Edit with caution. */
#include "romfs_def.h"

static const uint8_t _romfs_root_README[] = {
    0x48,0x65,0x6c,0x6c,0x6f,0x20,0x48,0x61,0x61,0x73,0x0a
};

static const uint8_t _romfs_root_bin_README[] = {
    0x48,0x65,0x6c,0x6c,0x6f,0x77,0x6f,0x72,0x6c,0x64,0x0a
};

static const struct romfs_dirent _romfs_root_bin[] = {
    {ROMFS_DIRENT_FILE, "README", (uint8_t *)_romfs_root_bin_README, sizeof(_romfs_root_bin_README)/sizeof(_romfs_root_bin_README[0])}
};

static const struct romfs_dirent _romfs_root[] = {
    {ROMFS_DIRENT_FILE, "README", (uint8_t *)_romfs_root_README, sizeof(_romfs_root_README)/sizeof(_romfs_root_README[0])},
    {ROMFS_DIRENT_DIR, "bin", (uint8_t *)_romfs_root_bin, sizeof(_romfs_root_bin)/sizeof(_romfs_root_bin[0])}
};

const struct romfs_dirent romfs_root = {
    ROMFS_DIRENT_DIR, "/", (uint8_t *)_romfs_root, sizeof(_romfs_root)/sizeof(_romfs_root[0])
};

即：

（1）romfs的根目錄資訊記錄在一個名為romfs_root的全域性變數中。該變數是一個struct romfs_dirent型別的結構體變數，它記錄了根目錄的如下資料：型別（DIR）、名稱（“/”）、data指標（指向_romfs_root變數）、資料大小。

（2）通過data指標，又可以繼續訪問根目錄下的成員（即bin目錄和REAMDE檔案）。根目錄下的成員，每個entry都是一個struct romfs_dirent型別的結構體變數。

（3）通過_romfs_root中的第一個entry，可以訪問REAMDE檔案的資訊。該entry的data指標指向一個名為_romfs_root_REAMDE的結構體變數，型別為檔案（FILE）。_romfs_root_REAMDE中儲存了根目錄下README檔案的內容（即“Helloworld”字串的二進位制資料）。

（4）通過_romfs_root的第二個entry，可以訪問bin目錄的資訊。該entry的data指標指向一個名為_romfs_root_bin的結構體變數，型別為（DIR）。_romfs_root_bin中儲存了bin目錄下的資料資訊。

（5）_romfs_root_bin結構體包含一個entry，是FILE型別的資料，對應bin目錄下的README檔案。

總結，其工作原理和基本流程如下：

1. 使用者準備好需要打包的目錄，該目錄下可以包含檔案和子目錄。
2. 通過配套的mkromfs.py工具，將打包目錄中的資料，轉換成C語言程式碼，並將該程式碼加入romfs元件編譯。

注意：目前mkromfs打包功能已整合到編譯流程，即編譯過程中會自動打包，不需要手動處理了，而只需要在編譯前把需要打包的問題拷貝到components/fs/romfs/rootfs目錄下。

1. 使用者（一般是檔案系統模組，而終端使用者是通過posix介面訪問romfs的）通過romfs_root變數訪問根目錄。
2. 通過根目錄中記錄的entry資訊，逐步展開romfs目錄樹，可以依此訪問根目錄及其子目錄下的檔案資料

3、romfs檔案訪問

romfs檔案系統，會在系統初始化階段註冊到VFS虛擬檔案系統（掛載路徑為/）。應用層無需關注上一章節中介紹的資料結構，而是通過標準的posix介面訪問romfs中的目錄和檔案。

下圖展示了romfs檔案註冊和訪問的基本流程。

以下示例展示如何基於helloworld_demo新增訪問romfs的邏輯。

1、修改application/example/helloworld_demo/aos.mk檔案，新增romfs元件依賴。

diff --git a/application/example/helloworld_demo/aos.mk b/application/example/helloworld_demo/aos.mk
index 233896d..a5db41b 100644
--- a/application/example/helloworld_demo/aos.mk
+++ b/application/example/helloworld_demo/aos.mk
@@ -5,7 +5,7 @@ $(NAME)_VERSION := 1.0.1
 $(NAME)_SUMMARY := helloworld demo
 $(NAME)_SOURCES := maintask.c appdemo.c

-$(NAME)_COMPONENTS += osal_aos
+$(NAME)_COMPONENTS += osal_aos romfs

 GLOBAL_DEFINES += AOS_NO_WIFI

2、修改application/example/helloworld_demo/appdemo.c檔案，新增romfs檔案測試邏輯，讀取romfs中/bin/README檔案的內容。

diff --git a/application/example/helloworld_demo/appdemo.c b/application/example/helloworld_demo/appdemo.c
index 50b153e..7c9462b 100644
--- a/application/example/helloworld_demo/appdemo.c
+++ b/application/example/helloworld_demo/appdemo.c
@@ -8,6 +8,9 @@
 #include "aos/init.h"
 #include "board.h"
 #include <k_api.h>
+#include <sys/types.h>
+#include <sys/stat.h>
+#include <fcntl.h>

 int application_start(int argc, char *argv[])
 {
@@ -18,6 +21,19 @@ int application_start(int argc, char *argv[])
     //fd = board_lcd_create("name");
     //board_lcd_write(fd,buffer,len);

+    int fd, ret;
+    const char *file = "/bin/README";
+    char fcontent[64] = {0};
+
+    fd = open(file, O_RDONLY);
+    if (fd >= 0) {
+        ret = read(fd, fcontent, sizeof(fcontent));
+        if (ret > 0) {
+            printf("Content read from file %s: %s\r\n", file, fcontent);
+        }
+        close(fd);
+    }
+
     while(1) {
         printf("hello world! count %d \r\n", count++);

3、編譯和燒錄韌體，系統執行後將會看到如下列印輸出：

Content read from file /bin/README: Helloworld

注意：romfs為只讀檔案系統，檔案不支援寫入。

4、總結

本文介紹了romfs的用途和特點，並重點說明了AliOS Things中romfs的資料儲存方式，以及應用層訪問romfs資料的方法。

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