标签: UBI

B y Toradex 胡珊逢 在先前的文章我们已经介绍在使用 eMMC 的模块上配置只读属性的文件系统，以及利用 s quashfs 和 o verlayfs 挂载可写分区。 T oradex 的产品除了使用 eMMC 存储外，还有部分是采用 Nand Flash ，例如 Colibri iMX7 和 Colibri iMX6ULL 。下面将以 Colibri iMX7 为例介绍如何配置只读属性的文件系统。 由于存储介质不同， Nand Flash 上通常采用如 jffs2 、 UBI 等格式文件系统。 Toradex 的 Linux 系统使用 UBI 文件系统。 在 Colibri iMX7 的 Nand Flash 上会采用以下规划。 Nand Flash 总体上划分为两个部分。最前面的 raw 部分不采用任何文件系统，直接存储模块硬件信息 bcb ， u-boot 和 u-bo ot 环境变量。第二部分则使用 UBI ，创建 5 个 volume ，用于存储内核文件（ kernel ）、设备树文件（ dtb ）、 M 4 的固件（ m 4-fw ）、 L inux 文件系统（ r ootfs ）、用户文件（ userdata ）。其中 rootfs 将设置成自读属性，而 userdata 则可以写入数据。 T oradex Easy Installer 可以通过 image.json 文件方便地修改分区，从而避免使用命令工具。首先从 这里 下载用于 Colibri iMX7S 的 L inu x BSP v5.x 安装文件。解压后在 image.json 中添加 userdata 的相关配置。 ----------------------------------- { "name": "rootfs", "content": { "filesystem_type": "ubifs", "filename": "Reference-Minimal-Image-colibri-imx7.tar.xz", "uncompressed_size": 108.1171875 }, "size_kib": 102400 }, { "name": "userdata", "content": { "filesystem_type": "ubifs", "filename": "app.tar.xz", "uncompressed_size": 0.1171875 } } ----------------------------------- 这里 name 指定 ubi volume 的名字， filesystem_type 用于指定 ubi fs 文件格式， f ilename 里包含了需要烧录到 userdata v olume 的文件，这些是用户应用和配置等， uncompressed_size 是指 app.tar.xz 未压缩的大小，用于显示 Toradex Easy Installer 的安装进度条。更多关于 image.json 配置说明请参考 这里 。 使用 Toradex Easy Installer 将上面修改的镜像烧录到 Colibri iMX7S 即可。启动后进入 u-boot ，使用下面名可以看到所创建的 volume 。 ----------------------------------- Colibri iMX7 # ubi part ubi Colibri iMX7 # ubi info layout Volume information dump: vol_id 0 ...... name kernel Volume information dump: vol_id 1 ...... skip_check 0 name dtb Volume information dump: vol_id 2 ...... skip_check 0 name m4firmware Volume information dump: vol_id 3 ...... skip_check 0 name rootfs Volume information dump: vol_id 4 ...... skip_check 0 name userdata ----------------------------------- 启动进入 L inux 后， userdata 并不会被自动挂载，需要将下面内容添加到 /etc/fstab 文件中。现在 rootfs 根目录还没有设置成只读属性，可以创建 /home/root/userdata 目录用于挂载 userdata 卷。 ----------------------------------- ubi:userdata /home/root/userdata ubifs defaults,noatime,rw 1 1 ----------------------------------- 于此同时，还可以进行系统配置。例如添加一个开机启动应用。该应用 write_to_file 在运行时会往 /home/root/userdata 写入一个文件。在 /etc/systemd/system/ 目录下创建 user-demo.service 。 user-demo.service ----------------------------------- Description=launch user's demo on dedicated partition ConditionFileIsExecutable=/home/root/userdata/write_to_file After=multi-user.target WorkingDirectory=/home/root/userdata Type=simple ExecStart=/home/root/userdata/write_to_file WantedBy=multi-user.target ----------------------------------- 运行下面命令使 user-demo.service 开机运行。然后重启系统。 ----------------------------------- ~# systemctl enable user-demo.service ~# reboot ----------------------------------- 此时，使用 m ount 命令查看所挂载的卷，其中有 ubi:userdata 。 ----------------------------------- ~# mount -l tmpfs on /var/volatile type tmpfs (rw,relatime) ubi:userdata on /home/root/userdata type ubifs (rw,noatime,assert=read-only,ubi=0,vol=4) ----------------------------------- 在 /home/root/userdata 目录下也可以看到 write_to_file 写入的文件 file.txt 。 ----------------------------------- ~/userdata# ls file.txt write_to_file ~/userdata# cat file.txt This is a writing file test ~/userdata# systemctl status user-demo.service * user-demo.service - launch user's demo on dedicated partition Loaded: loaded (/etc/systemd/system/user-demo.service; enabled; vendor preset: disabled) Active: inactive (dead) since Wed 2022-07-06 06:09:44 UTC; 14min ago Process: 316 ExecStart=/home/root/userdata/write_to_file (code=exited, status=0/SUCCESS) Main PID: 316 (code=exited, status=0/SUCCESS) Jul 06 06:09:44 colibri-imx7-02873356 systemd : Started launch user's demo on dedicated partition. Jul 06 06:09:44 colibri-imx7-02873356 systemd : user-demo.service: Succeeded. ----------------------------------- 最后需要再次修改 /etc/fstab 将 rootfs 根目录设置为只读属性， n oatime 后面添加 ro 。 ----------------------------------- /dev/root / auto noatime,ro 1 1 ----------------------------------- 重启系统，进入 u-boot 命令模式，配置下参数。 ----------------------------------- setenv ubiargs "ubi.mtd=ubi root=ubi0:rootfs ro rootfstype=ubifs ubi.fm_autoconvert=1" saveenv reset ----------------------------------- 重启进入 L inux 系统。根目录 / 已经是只读状态，无法创建文件。而 /home/root/userdata 目录下的应用仍可以正常执行并写入文件。 ----------------------------------- :~# mount -l ubi0:rootfs on / type ubifs (ro,noatime,assert=read-only,ubi=0,vol=3) ~# mkdir test mkdir: can't create directory 'test': Read-only file system ----------------------------------- 总结 通过将 Linux 的系统文件设置为只读状态，可以降低因文件系统损坏导致无法启动的概率。对于更高要求的应用，甚至可以使用外部存储作为备份，用于恢复文件。