【文件系统】如何在ubi之上运行squashfs

在UBI之上运行squashfs文件是openwrt系统中常见的方式：

• rootfs运行squashfs （只读）
• roootfs_data运行ubifs （读写）

由于ubifs是运行在UBI卷之上的文件系统，而squashfs是运行在block device之上的文件系统，二者本来无任何交集，但是UBI提供了能够在ubi卷之上创建只读块设备的特性(R/O block devices on top of UBI volumes)，这使得squashfs也能够“运行”在ubi卷之上。

R/O block devices on top of UBI volumes

UBI 允许在 UBI 卷上创建只读块设备，该卷适用于只读的、面向块的文件系统，例如 squashfs。
UBI允许在 UBI 卷上创建块设备，但有以下限制：

• 只读操作。
• 串行化 I/O 操作，但请记住 NAND 驱动内核也已经串行化了所有 I/O。

尽管有这些限制，块设备对于在UBI卷上安装只读的常规文件系统仍然非常有用。以 squashfs 为例，它可以用作 NAND 设备之上的轻量级只读 rootfs。在这种情况下，UBI层将处理低级细节，例如位翻转处理和磨损均衡。

实现原理

1. 基于任意MTD设备，attach之后创建2个UBI卷(volume0和volume1)
2. 将squashfs镜像存入volume0，将ubifs镜像存入volume 1
3. 基于volume0 创建 ubi block device，使用该block device 挂载 squashfs
4. 使用vloume 1挂载ubifs

注意:如果不需要运行ubifs，那么只创建一个volume运行squashfs也是可以行的。

演示

下面将以实例演示如何实现在ubi之上运行squashfs：
在进行如下操作之前，需要了解nand flash一些参数。这是我正在使用的nand flash的参数：

• block size 256KB
• page size 4KB
• (UBI)LEB 248KB
• (UBI)PEB 256KB
• flash total size 4096 blocks
• flash min I/O size 4KB

制作squashfs

制作squashfs需要用到mksquashfs工具，使用说明参见mksquashfs

创建fs目录内容如下：

$ ls
apps  this_is_squashfs.txt

执行如下命令：根据fs目录创建squashfs，输出的squashfs镜像文件为 squashfs.img

mksquashfs fs/ squashfs.img -b 256k -nopad -noappend -root-owned -comp xz -processors 1

• -b 指定 flash一个block的大小
• -comp xz 指定压缩算法为 xz
• -root-owned 文件系统内所有文件的owner都是root
• -noappend 不追加到已存在的文件系统
• -nopad 不要将文件系统填充到 4K 的倍数
• -processors 1 使用 1个处理器构建文件系统

制作ubifs

制作squashfs需要用到mkfs.ubifs工具,使用方法参见创建UBIFS镜像

创建fs目录内容如下：

$ ls
apps  this_is_ubifs.txt

执行如下命令：根据fs目录创建ubifs，输出的ubifs镜像文件为 ubifs.img

mkfs.ubifs -m 4KiB -e 248KiB -c 128  --space-fixup   --compr=lzo  --squash-uids -r fs -o ubifs.img

制作ubi镜像

制作ubi镜像需要用到ubinize工具，参考ubinize 工具

另外，ubinize工具还需要一个描述ubi卷的配置文件ubinize.cfg：

[my_squashfs]
mode=ubi
vol_id=0
vol_type=dynamic
vol_name=my_squashfs
image=squashfs.img

[my_ubifs]
mode=ubi
vol_id=1
vol_type=dynamic
vol_name=my_ubifs
vol_flags=autoresize
image=ubifs.img

上述配置文件包含2个卷：

• 动态卷0，为其分配ID 0 并命名为my_squashfs;卷的内容取自squashfs.img ；
• 动态卷1，为其分配 ID 1 并命名为my_ubifs； 卷的内容取自 ubifs.img；

my_squashfs 卷的类型必须是dynamic，否则后续无法挂载

最后，执行如下命令生成ubi镜像ubi.image

ubinize -m 4KiB -p 256KiB ubinize.cfg -o ubi.image

烧写ubi镜像

上一步骤生成的ubi.image可以直接写入flash，这里使用ubiformat工具进行烧写。

• 烧写ubi镜像

ubiformat /dev/mtd3 -y -f ubi.image

• attach

ubiattach -p /dev/mtd3

attach之后会生成新的ubi设备以及ubi卷。
我这里就生成了ubi2，并且根据ubinize.cfg配置文件自动生成了两个卷：my_squashfs和 myubifs.

$ ubinfo -a /dev/ubi2

Volume ID:   0 (on ubi2)
Type:        dynamic
Alignment:   1
Size:        1 LEBs (253952 bytes, 248.0 KiB)
State:       OK
Name:        my_squashfs
Character device major/minor: 506:1
-----------------------------------
Volume ID:   1 (on ubi2)
Type:        dynamic
Alignment:   1
Size:        111 LEBs (28188672 bytes, 26.8 MiB)
State:       OK
Name:        my_ubifs
Character device major/minor: 506:2

挂载

对于ubifs可以直接挂载,使用/dev/ubi2_1挂载即可：

mount -t ubifs /dev/ubi2_1 /test

查看文件系统中的文件如下：

ls /test -l
drwxrwxr-x    2 root     root           224 Jun 22 14:00 app
-rw-rw-r--    1 root     root            16 Jun 22 14:00 this_is_ubifs.txt

对于squashfs还需要进一步操作：

• 创建只读块设备
  ubiblock 工具用于创建或者销毁ubi块设备，使用方法如下：

Usage: ubiblock [-c,-r] <UBI volume node file name>
Example: 
	ubiblock -c /dev/ubi0_0
	ubiblock -r /dev/ubi0_0

基于ubi2_0创建ubi块设备的命令如下：

ubiblock -c /dev/ubi2_0

执行完成后，会在/dev生成ubi块设备文件

# ls /dev/ubiblock2* -l
brw-------    1 root     root      252,   1 Jun 22 14:38 /dev/ubiblock2_0

使用上述块设备就可以挂载squashfs了

mount -t squashfs /dev/ubiblock2_0 /test1

查看文件系统中的文件如下：

# ls test1/ -l
drwxrwxr-x    2 root     root            30 Jun 22 10:51 apps
-rw-rw-r--    1 root     root            47 Jun 22 13:59 this_is_squashfs.txt

查看挂载信息：

$ mount
/dev/ubi2_1 on /test type ubifs (rw,relatime,assert=read-only,ubi=2,vol=1)
/dev/ubiblock2_0 on /test1 type squashfs (ro,relatime)

参考

• Squashfs 4.0 Filesystem
• mksquashfs
• SquashFS HOWTO
• UBIFS