UBIFS挂载小记

注：本文内容全部为操作层面的内容，不涉及UBI及UBIFS的任何实现及介绍的内容。   个别参数值请自行根据自己设备情况修改！                                                                                                                                                            

    下面开始介绍如何在Linux 和 U-Boot 下挂载UBIFS。内核从2.6.32版本开始，对UBIFS支持的比较完善，因此建议使用2.6.32以上的版本开发UBIFS。使用的U-Boot版本为2011.12。Flash介质为512MB Nand Flash。

1、UBIFS用户态工具

    工欲善其事，必先利其器。话虽这样说，实则是不得已而为之，如果不需要工具就能直接搞定岂不是更好。无奈对于挂载UBIFS，我们需要先编译出来一些工具，这些工具位于mtd-utils中，其提供的与UBIFS相关的工具有：

   ubinfo - provides information about UBI devices and volumes found in the system;

   ubiattach - attaches MTD devices (which describe raw flash) to UBI and creates corresponding UBI devices;

   ubidetach - detaches MTD devices from UBI devices (the opposite to what ubiattach does);

   ubimkvol - creates UBI volumes on UBI devices;

   ubirmvol - removes UBI volumes from UBI devices;

   ubiupdatevol - updates UBI volumes; this tool uses the UBI volume update feature which leaves the volume in "corrupted" state if the update was interrupted; additionally, this tool may be used to wipe out UBI volumes;

   ubicrc32 - calculates CRC-32 checksum of a file with the same initial seed as UBI would use;

   ubinize - generates UBI images;

   ubiformat - formats empty flash, erases flash and preserves erase counters, flashes UBI images to MTD devices;

   mtdinfo - reports information about MTD devices found in the system.

    这里我们主要会用到的有：mtdinfo、ubiformat、ubiattach、ubinfo、ubimkvol。工具的编译过程不再详述，可见参考资料【3】。


2.  Linux下挂载
    内核中在make menuconfig时选好UBIFS相关支持，具体见参考资料【1】。启动Linux 后，将一个MTD分区挂载为UBIFS文件系统的一般步骤为：

1. ubiformat /dev/mtdX                                //擦除mtdX

2. ubiattach /dev/ubi_ctrl -m Y                     //和mtdY关联，/dev/ubi_ctrl需要自己创建

3. ubimkvol /dev/ubi0 -N ubifs -m              //创建一个volume，volume才是最终挂载文件系统的地方， /dev/ubi0需要自己创建

4. mount -t ubifs ubi0_0 /mnt/ubifs           //挂载UBIFS

注意：上述步骤的1、3项只在Linux下第一次挂载UBIFS时会用到，后续只要直接执行2、4即可。


    具体的操作步骤演示：
# cat /proc/mtd
dev:    size   erasesize  name
mtd0: 00f00000 00020000  "fs"
mtd1: 00100000 00020000  "u-boot"
mtd2: 20000000 00020000  "NAND Flash"
可以看到，Nand Flash是mtd2。根据这个信息，我们创建相应的mtd设备：
# mknod -m 777 /dev/mtd4  c  90  4
这时我们可以使用mtdinfo工具来查看一下Nand Flash的信息：
/ # mtdinfo /dev/mtd4
mtd2
Name:                                          NAND Flash
Type:                                            nand
Eraseblock size:                            131072 bytes, 128.0 KiB
Amount of eraseblocks:                 4096 (536870912 bytes, 512.0 MiB)
Minimum input/output unit size:     2048 bytes
Sub-page size:                              512 bytes
OOB size:                                      64 bytes
Character device major/minor:       90:4
Bad blocks are allowed:                 true
Device is writable:                          true

    这里的Sub-page size参数会在ubiformat时候用到，另外还要啰嗦一句就是上面的/dev/mtd4 和 mtd2(cat /proc/mtd时的mtd2) 是指同一个设备，只是使用不同命令时显示的不太一样，这点大家千万要搞清楚。
    在操作步骤1、2中，还需要创建两个设备：/dev/ubi_ctrl和/dev/ubi0。ubi_ctrl是一个misc设备，主设备号是10，而次设备号是自动分配的：
/ # cat /proc/misc
62 ubi_ctrl

/ #

    可以看到，ubi_ctrl的次设备号为62，根据这些信息，我们创建/dev/ubi_ctrl设备：
#mknod -m 777 /dev/ubi_ctrl c 10 62

    有了/dev/ubi_ctrl设备后，我们便可以执行上述步骤中的1、2:

    步骤1：
/ # ubiformat  /dev/mtd4 -s 512 -O 2048
ubiformat: mtd2 (nand), size 536870912 bytes (512.0 MiB), 4096 eraseblocks of 131072 bytes (128.0 KiB), min. I/O size 2048 bytes
libscan: scanning eraseblock 4095 -- 100 % complete  
ubiformat: 4092 eraseblocks have valid erase counter, mean value is 3
ubiformat: 4 bad eraseblocks found, numbers: 4092, 4093, 4094, 4095
ubiformat: formatting eraseblock 4095 -- 100 % complete  

这里的-s 512就是我们使用mtdinfo是的Sub-page size的值。

    步骤2：
/ # ubiattach /dev/ubi_ctrl  -m  2  -O  2048
UBI: attaching mtd2 to ubi0
UBI: physical eraseblock size:             131072 bytes (128 KiB)
UBI: logical eraseblock size:               126976 bytes
UBI: smallest flash I/O unit:                2048
UBI: sub-page size:                           512
UBI: VID header offset:                     2048 (aligned 2048)
UBI: data offset:                               4096
UBI: attached mtd2 to ubi0
UBI: MTD device name:                     "NAND Flash"
UBI: MTD device size:                       512 MiB
UBI: number of good PEBs:               4092
UBI: number of bad PEBs:                 4
UBI: max. allowed volumes:               128
UBI: wear-leveling threshold:             4096
UBI: number of internal volumes:       1
UBI: number of user volumes:            0
UBI: available PEBs:                          4048
UBI: total number of reserved PEBs: 44
UBI: number of PEBs reserved for bad PEB handling: 40
UBI: max/mean erase counter: 8/4
UBI: image sequence number: 1638257489
UBI device number 0, total 4092 LEBs (519585792 bytes, 495.5 MiBUBI: background thread "ubi_bgt0d" started, PID 1438
), available 4048 LEBs (513998848 bytes, 490.2 MiB), LEB size 126976 bytes (124.0 KiB)

   

 执行完ubiattach后，系统会产生/dev/ubi0的设备号：

/ # cat /proc/devices
Character devices:
  1 mem
  2 pty
  3 ttyp
  4 /dev/vc/0
  4 tty
  4 ttyS
  5 /dev/tty
  5 /dev/console
  5 /dev/ptmx
  7 vcs
  9 st
10 misc
13 input
21 sg
89 i2c
90 mtd
128 ptm
136 pts
254 ubi0

    

    可以看到，ubi0的主设备号是254，由于我们只有一个设备，因此次设备号给0即可。

#mknod -m 777 /dev/ubi0  c  254  0

    步骤3：
/ # ubimkvol /dev/ubi0 -N ubifs -m
Set volume size to 513998848
Volume ID 0, size 4048 LEBs (513998848 bytes, 490.2 MiB), LEB size 126976 bytes (124.0 KiB), dynamic, name "ubifs", alignment 1
   可以通过ubinfo来查看信息：
/ # ubinfo -a
UBI version:                                 1
Count of UBI devices:                   1
UBI control device major/minor: 10:62
Present UBI devices:            ubi0


ubi0
Volumes count:                                        1
Logical eraseblock size:                            126976 bytes, 124.0 KiB
Total amount of logical eraseblocks:          4092 (519585792 bytes, 495.5 MiB)
Amount of available logical eraseblocks:    0 (0 bytes)
Maximum count of volumes                      128
Count of bad physical eraseblocks:           4
Count of reserved physical eraseblocks:    40
Current maximum erase counter value:      9
Minimum input/output unit size:               2048 bytes
Character device major/minor:                 254:0
Present volumes:                                    0


Volume ID:   0 (on ubi0)
Type:        dynamic
Alignment:   1
Size:        4048 LEBs (513998848 bytes, 490.2 MiB)
State:       OK
Name:        ubifs
Character device major/minor: 254:1

   

 创建挂载目录:

#mkdir /mnt/ubifs


    步骤4：
/ # mount -t ubifs ubi0_0 /mnt/ubifs
UBIFS: default file-system created
UBIFS: mounted UBI device 0, volume 0, name "ubifs"
UBIFS: file system size:   512094208 bytes (500092 KiB, 488 MiB, 4033 LEBs)
UBIFS: journal size:       25649152 bytes (25048 KiB, 24 MiB, 202 LEBs)
UBIFS: media format:       w4/r0 (latest is w4/r0)
UBIFS: default compressor: lzo
UBIFS: reserved for root:  4952683 bytes (4836 KiB)
/ # 

    

查看挂载信息：

/ # df -h
Filesystem                Size      Used Available Use% Mounted on
ubi0_0                  451.0M     24.0K    446.3M   0% /mnt/ubifs

上述命令的一些参数不在这里做详细的解释，大家可以自己使用对应命令的 --help 查看这些参数的含义。

3. U-Boot下的挂载
    U-Boot下同样需要打开一些UBIFS相关的宏定义，具体内容略。
U-BOOT # 
U-BOOT # mtdparts 
mtdparts variable not set, see 'help mtdparts'
no partitions defined

defaults:
mtdids  : nand0=nand0
mtdparts: mtdparts=nand0:512M(ubifs)  
U-BOOT # mtdparts default
U-BOOT # 
U-BOOT # mtdparts


device nand0 <nand0>, # parts = 1
#: name                size            offset          mask_flags
0: ubifs               0x20000000      0x00000000      0


active partition: nand0,0 - (ubifs) 0x20000000 @ 0x00000000


defaults:
mtdids  : nand0=nand0
mtdparts: mtdparts=nand0:512M(ubifs)
U-BOOT # 
U-BOOT # ubi part ubifs
Creating 1 MTD partitions on "nand0":
0x000000000000-0x000020000000 : "mtd=0"
UBI: attaching mtd1 to ubi0
UBI: physical eraseblock size:   131072 bytes (128 KiB)
UBI: logical eraseblock size:    129024 bytes
UBI: smallest flash I/O unit:    2048
UBI: sub-page size:              512
UBI: VID header offset:          512 (aligned 512)
UBI: data offset:                2048
UBI: attached mtd1 to ubi0
UBI: MTD device name:            "mtd=0"
UBI: MTD device size:            512 MiB
UBI: number of good PEBs:        4092
UBI: number of bad PEBs:         4
UBI: max. allowed volumes:       128
UBI: wear-leveling threshold:    4096
UBI: number of internal volumes: 1
UBI: number of user volumes:     1
UBI: available PEBs:             0
UBI: total number of reserved PEBs: 4092
UBI: number of PEBs reserved for bad PEB handling: 40
UBI: max/mean erase counter: 7/3
U-BOOT # 
U-BOOT # 
U-BOOT # ubi part
Device 0: nand0, partition ubifs
U-BOOT # 
U-BOOT # ubifsmount ubifs
UBIFS: mounted UBI device 0, volume 0, name "ubifs"
UBIFS: mounted read-only
UBIFS: file system size:   520353792 bytes (508158 KiB, 496 MiB, 4033 LEBs)
UBIFS: journal size:       26062848 bytes (25452 KiB, 24 MiB, 202 LEBs)
UBIFS: media format:       w4/r0 (latest is w4/r0)
UBIFS: default compressor: LZO
UBIFS: reserved for root:  5182151 bytes (5060 KiB)
U-BOOT # 
U-BOOT # 
U-BOOT # ubifsls
         14965624  Thu June  01 02::22 2013  vmlinux
U-BOOT # 



参考资料：
【1】http://processors.wiki.ti.com/index.php/UBIFS_Support
【2】http://www.linux-mtd.infradead.org/faq/ubi.html
【3】http://processors.wiki.ti.com/index.php/MTD_Utilities#MTD-Utils_Compilation
【4】http://blog.chinaunix.net/uid-20632682-id-82370.html