mini2440 подготовка и размещение rootfs

setar

Эта статья предполагает что у Вас уже имеется mini2440 c установленным загрузчиком u-boot, скомпилированным и установленным ядром.

Для работы нам потребуется:

подготовленная виртуальная linux машина
исходники ядра (а вот тут есть варианты : либо репозитарий с repo.or.cz либо с диска в комплекте - подробности в теме про сборку ядра )
полный комплект проводов подключения (Serial, USB, Ethernet)
по желанию карту SD

особенности rootfs на flash
Особенность размещения корневой файловой системы на устройствах flash (как NAND встроенная так и SD внешняя) заключается в том, что файловая система должна быть особой - она должна понимать что флешки записываются кратными блоками, а стираются вообще страницами.
Если файловая система будет обычной (ext2,ext3,raiserfs), то для записи одной страницы флеша она сделает количество обращений по числу блоков, тем самым в десятки раз уменьшив срок службы микросхемы от возможного.
Учитывая что количество циклов перезаписи не очень велико ~100000 то убивание флешки за месяц интенсивной работы близко к 100%
Я лично убил NAND на одном из ранее разрабатываемых устройств за одну неделю разместив своп файл на обычной файловой системе :crazy:

Другой особенностью является факт того что на NAND нормой является наличие BAD блоков, и файловая система должна уметь их обходить. Поскольку обход бэдов изначально проводился по цепочке в момент каждого подключения файловой системы и занимал много времени (так было в jffs) были придуманы методы сохранения информации о статусе файловой системы - вроде как она проверена по цепочке и новых сбойных секторов не обнаружено. Инфа о статусе появилось в jffs2.
У jffs2 есть ещё ряд интересных фишек навроде сжатия на лету, но это предмет отдельной статьи.

Есть ещё более современная файловая система для флешек - yaffs, она немного по другому работает и её есть смысл применять на объёмах от 64MB NAND и выше.
По сути применение yaffs для нас более предпочтительно НО, пока этой файловой системы нету в официальной ветке ядра, я не буду её рассматривать, тем не менее помнить о ней нужно. Вероятно скоро она станет стандартом и войдет в ядро.

Краткое описание действий
В статье я опишу каким образом мы можем подготовить файловую систему jffs2 и разместить её на mini2440
Рассматривать кросс сборку файловой системы здесь не буду, это отдельная тема.
Предлагаю экспериментировать с имеющимся на диске контролера архивом файловой системы для qtopia ( linux/arm-qtopia-20100108.tar.gz)
Я буду рассматривать самый сложный случай когда нам потребуется разместить rootfs.jffs2 на максимально возможное место в NAND разделе rootfs (или root в некоторых версиях u-boot)
Сложность заключается в том что писать с какого либо порта непосредственно в NAND не позволяет функционал загрузчика, а объем свободной оперативной памяти для загрузки блока под запись в несколько раз меньше объёма NAND.
Следовательно подготовленный файл образа корневой системы мы будем дробить на куски и писать частями, тчательно рассчитав смещения :durak:

Итак приступим

Начнем издалека...
Подготовка linux машины для работы с mtd блочными устройствами.
Для сборки образа файловой системы на хостовой x86 машине нам потребуется съэмулировать флешку в оперативке.
для этого ядро должно иметь соответствующие модули:
# modprobe block2mtd
# modprobe mtdblock
# lsmod
если в выводе есть что то типа

Цитата:

mtdblock 4224 0
mtd_blkdevs 6272 1 mtdblock
block2mtd 5888 0
mtdpart 7168 1 block2mtd
mtdcore 5252 4 mtd_blkdevs,block2mtd,mtdpart

то они у нас имеются, но вероятнее всего их нету

поэтому пересобираем модули ядра для включения соответствующей поддержки:
(это прямая! не кросс компиляция)
# cd /usr/src/linux
# zcat /proc/config.gz > .config # здесь мы получам конфигурацию текущего ядра, эта возможность может не поддерживаться ядром или вы и так знаете что текущий конфиг ядра актуален - тогда пропускаем
# make menuconfig
нужно включить следующие опции:
1) MTD
mtd support
CONFIG_MTD
2) MTD
caching block device access to MTD devices
CONFIG_MTD_BLOCK
mtdblock
3) MTD/Self-contained MTD device drivers
emulation using block device
CONFIG_MTD_BLKMTD
blkmtd
4) File systems
Journalling Flash File System v2 (JFFS2) support
CONFIG_JFFS2_FS
jffs2

у меня это как то так:

Вложение:

screenshot_01.gif [ 9.54 КиБ | Просмотров: 14075 ]

Вложение:

screenshot_02.gif [ 9.67 КиБ | Просмотров: 14084 ]

Вложение:

screenshot_03.gif [ 11.01 КиБ | Просмотров: 9139 ]

Вложение:

screenshot_04.gif [ 14.71 КиБ | Просмотров: 9144 ]

ну и после сохранения новой конфигурации собираем новые модули и ставим их в систему

# make -j 3 modules
# make modules_install

ещё нам потребуются утилиты для работы с mtd
на gentoo это делается так:
# emerge sys-fs/mtd-utils
на других линуксах нужно будет поискать соответствующий пакет самостоятельно (вроде тут http://git.infradead.org/?p=mtd-utils.git;a=summary)

подготовка хостовой машины закончена,
переходим к расчётам адресов и смещений

MINI2440 # mtdparts

Цитата:

device nand0 <mini2440-nand>, # parts = 5
#: name size offset mask_flags
0: u-boot 0x00060000 0x00000000 0
1: u-boot_env 0x00020000 0x00060000 0
2: kernel 0x00500000 0x00080000 0
3: splash 0x00020000 0x00580000 0
4: rootfs 0x07a60000 0x005a0000 0

здесь важными явлеются начало рутовой файловой системы и её размер
свободного места в NAND меньше заявленного на BAD — блоки

MINI2440 # nand info

Цитата:

Device 0: NAND 128MiB 3,3V 8-bit, page size 2048, sector size 128 KiB

а здесь мы узнаем какими блоками ведется запись на NAND (2048=0x800) и какими размерами страницы происходит стирание (128k=131072=0x20000)

MINI2440 # nand bad show

Цитата:

Device 0 bad blocks:
04d20000
07f80000
07fa0000
07fc0000
07fe0000

здесь 4 сбойных блока приходится на rootfs это 4* 0x20000 = 0x80000
значит реальный размер rootfs = 0x7a60000 — 0x80000 = 0x79E0000 = 124800k

подготовим чистый образ jffs2 нужного размера

# cd /tftproot # я сразу работаю в этом каталоге чтобы потом загружать с tftp без лишнего переписывания
# dd if=/dev/zero bs=1k count=124800 | tr '\000' '\377' > ./root_qtopia.jffs2 # это такой линуксовый трюк для эмуляции свежеформатированной jffs2

далее смонтируем полученный образ в систему
# losetup /dev/loop0 root_qtopia.jffs2
# mkdir rootfs # здесь будет смонтирован образ
# modprobe block2mtd # здесь ядро должно иметь модули
# modprobe mtdblock # для работы с mtd устройствами
# echo /dev/loop0,131072 > /sys/module/block2mtd/parameters/block2mtd # здесь 131072 = 128k (sector size)
# cat /proc/mtd # проверяем

Цитата:

dev: size erasesize name
mtd0: 07a60000 00020000 "block2mtd: /dev/loop0"

# mount -t jffs2 /dev/mtdblock0 ./rootfs # и наконец собственно монтируем

# mount # проверка

Цитата:

/dev/mtdblock0 on /tftproot/rootfs type jffs2 (rw)

далее производим
перенос имеющихся файлов рутовой файловой системы в смонтированый образ
копируем и разворачиваем архив linux/arm-qtopia-20100108.tar.gz с диска контроллера (или подготавливаем свою сборку):
# tar -xvzf ./arm-qtopia-20100108.tar.gz -C /tftproot/root_qtopia

делаем перенос файловой структуры с сохранением прав:
# cd /tftproot/root_qtopia
# tar cpjf - ./* | (cd /tftproot/rootfs/ ;tar xvjpf - )
здесь желательно добавить в готовую файловую систему все модули от вашего ядра
они должны лечь в каталог lib/modules/{номер ядра}...
# umount /tftproot/rootfs

теперь файл /tftproot/root_qtopia.jffs2 содержит требуемую нам файловую систему

прежде чем его писать на NAND проверим его работоспособность по сети:

загрузка образа jffs2 через NFS

подготовим подсистему экспорта NFS на хост машине:
# echo "/tftproot 192.168.0.0/16(rw,no_root_squash,sync,no_subtree_check,nohide,crossmnt,insecure_locks)" > /etc/exports
# exportfs -a
# /etc/init.d/nfs restart

MINI2440 # setenv ipaddr 192.168.150.33
MINI2440 # setenv serverip 192.168.150.65
MINI2440 # setenv bootargs console=ttySAC0,115200 noinitrd init=/sbin/init mini2440=3tbc nfsroot=192.168.150.65:/tftproot/root_qtopia.jffs2 root=/dev/nfs rw rootfstype=jffs2 ip=192.168.150.33
разумеется вам нужно поставить свои параметры для ip контроллера и сервера (хост машины)
отдельное внимание параметру mini2440=3tbc здесь говорится использовать LCD 3го типа (T35), активировать тачскрин, включить подсветку, включить CMOS камеру
MINI2440 # setenv bootcmd 'nboot.e kernel ; bootm'
MINI2440 # saveenv

перегружаем контроллер...

если всё загрузилось - можно резать на кусочки и записывать на устройство

не буду вас мучать математикой, и так статья тяжелая для понимания
просто поделюсь скритом который сделал для себя
он разрезает на кусочки образ файловой системы

split_rootfs.sh

Код:

#!/bin/bash                                                                                                                                                                                               
IF=root_qtopia.jffs2 # входной файл                                                                                                                                                                                           
OF=qtopia            # общее имя кусочков                                                                                                                                                                                     
dd if=$IF of=$OF.1 skip=0 bs=1k count=24576                                                                                                                                                               
dd if=$IF of=$OF.2 skip=24576 bs=1k count=24576                                                                                                                                                           
dd if=$IF of=$OF.3 skip=49152 bs=1k count=24576                                                                                                                                                           
dd if=$IF of=$OF.4 skip=73728 bs=1k count=24576                                                                                                                                                           
dd if=$IF of=$OF.5 skip=98304 bs=1k count=24576                                                                                                                                                           
dd if=$IF of=$OF.6 skip=122880 bs=1k count=24576

так проводится прошивка NAND кусочками:

скрипт требует внимательной доработки, он для примера
можно оптимизировать задержку времени оставленное на операцию записи NAND
так же внимательно проверяйте соответствие таблицы разделов NAND тому что у вас определено в u-boot
если убрать параметр mtdparts= то разбивка будет той что по умолчанию принята в ядре, это может отличаться от реального (смотри логи запуска ядра)
/dev/mtdblock4 у меня потому что введен раздел splash (по умолчанию его нету и этот параметр root=/dev/mtdblock3)

Код:

#!/bin/bash

MINI2440_TTY=/dev/ttyUSB0
PARTNAME="qtopia"


echo "nand erase rootfs" > $MINI2440_TTY
sleep 30

dfu-util -a 0 -D $PARTNAME.1
echo "nand write.e 0x32000000 0x005a0000 \${filesize}" > $MINI2440_TTY
sleep 30 
dfu-util -a 0 -D $PARTNAME.2
echo "nand write.e 0x32000000 0x1DA0000 \${filesize}" > $MINI2440_TTY
sleep 30 
dfu-util -a 0 -D $PARTNAME.3
echo "nand write.e 0x32000000 0x35A0000 \${filesize}" > $MINI2440_TTY
sleep 30 
dfu-util -a 0 -D $PARTNAME.4
echo "nand write.e 0x32000000 0x4DA0000 \${filesize}" > $MINI2440_TTY
sleep 30 
dfu-util -a 0 -D $PARTNAME.5
echo "nand write.e 0x32000000 0x65A0000 \${filesize}" > $MINI2440_TTY
sleep 30 
dfu-util -a 0 -D $PARTNAME.6
echo "nand write.e 0x32000000 0x7DA0000 \${filesize}" > $MINI2440_TTY
sleep 30 
echo "setenv bootargs console=ttySAC0,115200 noinitrd init=/sbin/init mini2440=3tbc root=/dev/mtdblock4 rootfstype=jffs2 mtdparts=s3c2440-nand:384k@0(u-boot),128k(u-boot_env),5m(kernel),128k(splash),-(rootfs)" > $MINI2440_TTY
sleep 1 
echo "setenv bootcmd 'nboot.e kernel ; bootm'" > $MINI2440_TTY
sleep 1 
echo "saveenv" > $MINI2440_TTY
sleep 1 
echo "reset" > $MINI2440_TTY

вообще этот скрипт в первый раз лучше запускать руками построчно и с секундомером ...

ну и кратко про выгрузку с SD на NAND

SD карта, раздел один большой FAT32
заливаем туда наши кусочки
переносим на mini2440
MINI2440 # mmcinit
MINI2440 # fatls mmc 0:1

MINI2440 # nand erase rootfs
MINI2440 # fatload mmc 0:1 0x32000000 qtopia.1
MINI2440 # nand write.e 0x32000000 0x005a0000 ${filesize}
MINI2440 # fatload mmc 0:1 0x32000000 qtopia.2
MINI2440 # nand write.e 0x32000000 0x1DA0000 ${filesize}
MINI2440 # fatload mmc 0:1 0x32000000 qtopia.3
MINI2440 # nand write.e 0x32000000 0x35A0000 ${filesize}
MINI2440 # fatload mmc 0:1 0x32000000 qtopia.4
MINI2440 # nand write.e 0x32000000 0x4DA0000 ${filesize}
MINI2440 # fatload mmc 0:1 0x32000000 qtopia.5
MINI2440 # nand write.e 0x32000000 0x65A0000 ${filesize}
MINI2440 # fatload mmc 0:1 0x32000000 qtopia.6
MINI2440 # nand write.e 0x32000000 0x7DA0000 ${filesize}
MINI2440 # setenv bootargs console=ttySAC0,115200 noinitrd init=/sbin/init mini2440=3tbc root=/dev/mtdblock4 rootfstype=jffs2 mtdparts=s3c2440-nand:384k@0(u-boot),128k(u-boot_env),5m(kernel),128k(splash),-(rootfs)
MINI2440 # setenv bootcmd 'nboot.e kernel ; bootm'
MINI2440 # saveenv

вот такая статейка получилась на 10 строчек ...
---
добавлено 8.09.10

перенос работающей файловой системы на SD

Код:

mini2440 / # mkfs.reiserfs /dev/mmcblk0p1
mini2440 / # mkdir /mnt/sd
mini2440 / # mount /dev/mmcblk0p1 /mnt/sd/
mini2440 / # cd /                    <-- для линукс хоста здесь перейти в рут каталог
mini2440 / # tar cpf - ./bin ./dev ./etc ./home ./lib ./media ./opt ./packages ./root ./sbin  ./usr ./var | (cd /mnt/sd; tar xvpf - )
mini2440 / # rm -rf /mnt/sd/dev/.udev
mini2440 / # mkdir /mnt/sd/proc
mini2440 / # mkdir /mnt/sd/sys
mini2440 / # mkdir /mnt/sd/tmp
mini2440 / # mkdir /mnt/sd/mnt

в uboot:

Код:

MINI2440 # setenv bootargs console=ttySAC0,115200 noinitrd init=/sbin/init mini2440=3tbc root=/dev/mmcblk0p1 rootdelay=2 rootfstype=reiserfs
MINI2440 # saveenv

Resident

Ничего так себе 10 строчек

Я почему-то надеялся, что статья будет как раз таки про

setar писал(а):

...кросс сборку файловой системы здесь не буду, это отдельная тема.

Но вообще статья хорошая. :good:

И сразу пару вопросов.

setar писал(а):

Особенность размещения корневой файловой системы на устройствах flash (как NAND встроенная так и SD внешняя)
....
Если файловая система будет обычной (ext2,ext3,raiserfs), то ....... убивание флешки за месяц интенсивной работы близко к 100%

Тоесть внешнюю SD тоже нужно форматировать как jffs2?
И как ЭТО можно сделать?
ЗЫ Моя SD (ext3) в последнее время в лине монтится как ридонли

,только через раз нормально.... умирает потихоньку мабуть...

setar

с Флешками обычными USB и SD немного ситуация попроще, там стоит встроенный контроллер который ремапит bad блоки и оптимизирует стирание страниц. Тем не менее на них использовать систему jffs2 гораздо полезнее традиционной
Для флешк достаточно сделать размер erase блока кратным 512 байтам (размер одной линии записи)

допустим вы подключили SD через ридер к хост компьютеру и разбили разделы как
1 = kernel (кстати здесь вполне достаточно ext2 - мы только читаем)
2 = раздел под footfs
тогда так:
# mkfs.jffs2 -p -e 512 -o /dev/sdb2 # здесь мы определяем длинну erase блока 512 и делаем padding файловой системы на этот же размер (пропущенный параметр после -p говорит что padded size = erase sise)
# modprobe block2mtd block2mtd=/dev/sdb2,512
# mkdir /mnt/flash
# mount -t jffs2 mtd0 /mnt/flash

теперь каталог /mnt/flash содержит смонтировонный как jffs2 раздел SD
смело копируем на него всё что требуется:
# cd /tftproot/root_qtopia
# tar cpjf - ./* | (cd /mnt/flash/ ;tar xvjpf - )

после размонтирования имеем jffs2 на SD
# umount /mnt/flash

Добавлено спустя 2 минуты 23 секунды:

Resident писал(а):

ЗЫ Моя SD (ext3) в последнее время в лине монтится как ридонли

,только через раз нормально.... умирает потихоньку мабуть...

проверь переключатель lock, закрепи кусочком скотча - некоторы кардридеры упругой пластинкой датчика просто сдвигают его в положение lock

Resident

setar писал(а):

проверь переключатель lock, закрепи кусочком скотча - некоторы кардридеры упругой пластинкой датчика просто сдвигают его в положение lock

да в том то и дело, что lock на месте стоит (во всяком случае наблюдаемая его часть) :pardon:

galex1981

Он может сдвигаться когда SD в картридер вставляешь, и становиться на место при изъятии ее. У меня такая SD карта была - я потом просто заклеил этот переключатель чтоб не сдвигался

Resident

Со скотчем даже вот так...

Вложение:

error.png [ 18.11 КиБ | Просмотров: 9044 ]

Думаю это все-таки конец (((

galex1981

Ругается на файловую систему

Resident

Да я вроде как по аглицки читать умею...
Вот этот бэд-суперблок меня и тревожит

ФС то этот линух сам создал, в недалеком прошлом. Что-же теперь на своё дитё ругается?...

setar

смотри dmesg

Добавлено спустя 2 минуты 5 секунд:
кстати по jffs2 на SD я похоже малость упростил подход

оно так не монтируется - ругается что это не mtd устройство
позже придумаю как правильно

Resident

Раз уж тут зашел разговор об SD-шках... Вопрос:
Насколько часто Linux при работе обращается карточке? (имеется в виду только работа ОСи и клиентских приложений не использующих операции чтения/записи файлов)
Просвятите неграмотного :oops:

setar

если на карточке не лежит свопа то ровно настолько часто, как вы запускаете в системе какой то новый процесс
самостоятельно или по расписанию
ну или когда запущенные процессы начинают работать с данными

Resident

setar писал(а):

если на карточке не лежит свопа

А куда его (своп) тогда ложить, чтобы обеспечить максимальное время жизни карточки?
Нормально ли будет себя чувствовать линь без свопа вообще?

setar

своп лучше не использовать вообще, программы которые не влезают в оперативку или их сильно много
должны быть оптимизированы или заменены на аналоги
линуксу без свопа хорошо, особенно если оперативки достаточно для задач

Palachzzz

У меня телефон на линуксе (Motorola A1200), 3,5 года на карточке (microSD) размещен своп-файл. Карта работает, признаков глючности не замечено)) И не слышал чтобы у кого то были проблемы.
Думаю жизненного цикла такой карты достаточно чтобы не думать об этом.

setar

ты не прав, это всего навсего говорит о том что в этот своп ничего не ложится
SD убивается на 123
это тебе любой девелопер embedded скажет

Добавлено спустя 4 минуты 2 секунды:
или скажу по другому, я длительное время общаюсь в среде embedded разработчиков,
сначала это был gentoo on hx4700 потом openmokko GTA1 потом GTA2 , мои друзья теряли не одну SD

именно поэтому работают на маленьких недорогих картах

roboforum.ru

mini2440 подготовка и размещение rootfs

Кто сейчас на конференции