【转】 制作JFFS2文件系统 (including u-boot)

Ref: http://hi.baidu.com/freshwater2009/blog/item/98515ead5651a0ecfbed50af.html

　　JFFS2是Flash上应用最广的一个日志结构文件系统。它提供的垃圾回收机 制，不需要马上对擦写越界的块进行擦写，而只需要将其设置一个标志，标明为脏块，当可用的块数不足时，垃圾回收机制才开始回收这些节点。同时，由于 JFFS2基于日志结构，在意外掉电后仍然可以保持数据的完整性，而不会丢失数据。

　　本文阐述如何在nand flash上实现JFFS2根文件文件系统。实验环境是：FS2410开发平台及ubantu7.04主机环境。

　　由于使用的ubantu7.04的环境没有安装制作JFFS2文件系统镜像的工具mkfs.jffs2，所以首先在Linux系统中安装mkfs.jffs2工具，安装的过程如下：

　　1．下载MTD工具包

　　本处使用的是mtd-snapshot-20050519.tar.bz2：

　　farsight#tar –jxvf mtd-snapshot-20050519.tar.bz2

　　farsight#cd mtd

　　farsight#./configure

　　farsight#make

　　farsight#make install

　　如果系统中没有安装ZLIB库，那么首先安装ZLIB库。具体的安装过程如下：

　　farsight#tar –zxvf zlib-1.2.3.tar.gz

　　farsight#cd zlib-1.2.3

　　farsight#./configure

　　farsight#make

　　farsight#make install

　　完成此步骤后，系统中就有了mkfs.jffs2的工具。注意：这个工具不同于 mkfs.ext2工具，它只能制作相应的JFFS2文件系统的镜像，而不具有进行格式化的功能，而mkfs.ext2具备这以上两种功能。然后用这个工 具就可以制作JFFS2文件系统的镜像了。

　　2、制作JFFS2文件镜像

　　实验平台用到的nand flash 是K9F1208，在制作镜像过程添加的参数需要和它对应。

　　farsight#mkfs.jffs2 -r /source/rootfs  -o rootfs.jffs2   -e  0x4000 --pad=0x800000  -n

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实例：

mkfs.jffs2 -r rootfs -o rootfs.jffs2 -e 0x4000 --pad=0x1000000 -s 0x200 -n

mkfs.jffs2: Usage: mkfs.jffs2 [OPTIONS]
Make a JFFS2 file system image from an existing directory tree
Options:
-p, --pad[=SIZE]       用16進制表示所要輸出檔案的大小，也就是root.jffs2的size。很重要的是,為了不浪費flash空間,這個值最好符合flash driver的區塊大小。如果不足则使用0xff来填充补满。
-r, -d, --root=DIR      指定要做成image的源資料夾.(默认：当前文件夹)
-s, --pagesize=SIZE     节点页大小(默认: 4KiB)
-e, --eraseblock=SIZE   设定擦除块的大小为(默认: 64KiB),一般为（16K + 512）
-c, --cleanmarker=SIZE  Size of cleanmarker (default 12)
-m, --compr-mode=MODE   Select compression mode (default: priortiry)
-x, --disable-compressor=COMPRESSOR_NAME Disable a compressor
-X, --enable-compressor=COMPRESSOR_NAME Enable a compressor
-y, --compressor-priority=PRIORITY:COMPRESSOR_NAME Set the priority of a compressor
-L, --list-compressors Show the list of the avaiable compressors
-t, --test-compression Call decompress and compare with the original (for test)
-n, --no-cleanmarkers   指明不添加清楚标记（nand flash 有自己的校检块，存放相关的信息。）如果挂载后会出现类似：CLEANMARKER node found at 0x0042c000 has totlen 0xc != normal 0x0 的警告，则加上-n 就会消失。

-o, --output=FILE       指定輸出image檔案的文件名.(default: stdout)
-l, --little-endian     指定使用小端格式
-b, --big-endian        指定使用大端格式
-D, --devtable=FILE     Use the named FILE as a device table file
-f, --faketime          Change all file times to '0' for regression testing
-q, --squash            Squash permissions and owners making all files be owned byroot
-U, --squash-uids       将所有文件的拥有者设为root用户
-P, --squash-perms      Squash permissions on all files
      --with-xattr      stuff all xattr entries into image
      --with-selinux    stuff only SELinux Labels into jffs2 image
      --with-posix-acl  stuff only POSIX ACL entries into jffs2 image
-h, --help              显示这些文字
-v, --verbose           Verbose operation
-V, --version           显示版本
-i, --incremental=FILE  Parse FILE and generate appendage output for it

 

 

生成的rootfs.img可通过u-boot直接烧写至nand flash：
              nand erase 0x200000 0x3e00000//擦写
              tftp 0x30000000 rootfs.img//下载
              nand write.jffs2 0x200000 $(filesize)//烧入

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　　这样就会生成一个8M大小的rootfs.jffs2的镜像，它也正是JFFS2文件系统的镜像，关于这个命令行里的选项的内容，可以用man a mkfs.jffs2命令来查看内容。

　　JFFS2 维护了几个链表来管理擦写块，根据擦写块上的内容，一个擦写块会在不同的链表上。具体来说，

当一个擦写块上都是合法(valid)的节点时，它会在 clean_list 上；

当一个擦写块包含至少一个过时(obsolete)的节点时，它会在 dirty_list 上；

当一个擦写块被擦写完毕，并被写入 CLEANMARKER 节点后，它会在 free_list 上。而当你在挂载这个文件系统的时候，如果出现CLEANMARKER node found at 0x0042c000 has totlen 0xc != normal 0x0的警告的时候，可以加一个“-n”的选项，这个主要是由于针对Nand Flash不需要在每个擦除块的开始写入CLEANMARKER 节点。

　　3、设置内核启动参数

　　本处用的bootloader是U-BOOT.所以在U-BOOT的命令终端设置如下：

FS2410#setenv bootargs root=/dev/mtdblock/2 rootfstype=jffs2rw console=ttySAC0, 115200  init=/linuxrc mem=64M

　　4、配置内核支持JFFS2文件系统

　　File systems ---> Miscellaneous filesystems --->

　　<*>JournallingFlash File System v2 (JFFS2) support

　　[*]JFFS2write-bufferingsupport

　　[*]AdvancedcompressionoptionsforJFFS2

　　[*]JFFS2ZLIBcompressionsupport

　　[*]JFFS2RTIMEcompressionsupport

　　[*] JFFS2 RUBIN compression support

　　5、下载rootfs.jffs2镜像

　　下载到Nand Flash第二个分区。

　　FS2410#nand erase 200000 800000

　　FS2410#nand write.jffs2 300008000 200000 800000

　　这里说明下关于nand flash操作的几个常用命令的含义

　　nand write：向Nand Flash写入数据，如果NandFlash相应的区域有坏块，则直接报错。

　　nand write.jffs2：向Nand Flash写入数据，如果NandFlash相应的区域有坏块，可以跳过坏块。

　　nand read：读取Nand Flash相应区域的数据，如果NandFlash相应的区域有坏块，则直接报错。

　　nand read.jffs2s：读取Nand Flash相应区域的数据，如果NandFlash相应的区域有坏块，将对应坏块区域的缓冲填充0xff，然后跳过此坏块继续读取。

　　nand read.jffs2：读取Nand Flash相应区域的数据，如果NandFlash相应的区域有坏块，直接跳过坏块。

　　具体的参考代码参看U-BOOT源码：common/cmd_nand.c文件。

　　下载完JFFS2文件系统镜像后，需要把Linux内核NandFlash的驱动关于第二个分区的大小改为8M（和镜像一样大），否则会出现类似如下错误：

　　Freeing init memory: 124K

　　Warning: unable to open an initial console.

　　Argh. Special inode #171 with mode 0xa1ff had more than one node

　　Kernel panic: No init found. Try passing init= option to kernel.

　　Argh. Special inode #63 with mode 0xa1ff had more than one node

　　Returned error for crccheck of ino #63. Expect badness...

　　Argh. Special inode #67 with mode 0xa1ff had more than one node

　　Returned error for crccheck of ino #67. Expect badness...

　　Argh. Special inode #68 with mode 0xa1ff had more than one node

　　到此，一个JFFS2文件系统的镜像制作成功。可以启动系统并测试JFFS2的性能了

　　还有一种制作JFFS2文件系统镜像的方法，在制作镜像的参数中可以不加—pad选项，过程如下：

　　farsight#mkfs.jffs2-r /source/rootfs -o rootfs.jffs2 -e 0x4000 -n

　　// 之前对比：farsight#mkfs.jffs2 -r /source/rootfs  -o rootfs.jffs2   -e  0x4000--pad=0x800000  -n

　　启动开发板烧写rootfs.jffs2镜像

　　FS2410#nand erase 200000 800000    //(注意把整个存放文件系统的分区全部给擦除)。

　　FS2410#nand write.jffs2 30008000 200000 31a28c    //(必须是rootfs.jffs2的实际大小。如果是你写成了4M，那么分区的其余部分JFFS2文件系统将无法识别)。

基于2440的一个实例：

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移植文件系统写到nand flash
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( 1 ) 通过网络文件系统加载开发板上根文件系统
        把主机上把文件系统打包：
[root@orat3000 nfs]# tar -cf ../nfsroot.tar *

( 2 ) 擦除：nand erase 400000 fc00000

( 3 ) 把/dev/mtdblock2 挂载到 /mnt下（会自动格式化）
[root: /]# mount -t yaffs /dev/mtdblock2 /mnt

( 4 ) 在开发板上进入/mnt解包：
[root: /mnt]# tar -xvf /nfsroot.tar

( 5 ) 备份原内核参数环境变量：
set nfs_boot $bootargs

( 6 ) 设置新的内核参数环境变量：
set nand_boot noinitrd root=/dev/mtdblock2 rw console=ttySAC0,115200 init=/linuxrc mem=64M

( 7 ) 把默认内核参数改为新的环境变量：
set bootargs $nand_boot

( 8 ) 保存设置：
save
(9)reset

修改完应该有三个环境变量： 

nfs_boot=noinitrd root=/dev/nfs rw nfsroot=192.168.1.3:/nfsroot ip=192.168.1.88 console=ttySAC0,115200 mem=64M    //这个只是保存修改前的变量，只是个副本，没有意义

nand_boot=noinitrd root=/dev/mtdblock2 rw console=ttySAC0,115200 init=/linuxrc mem=64M

bootargs=noinitrd root=/dev/mtdblock2 rw console=ttySAC0,115200 init=/linuxrc mem=64M

==============================改变之前的实例==================================

bootcmd=nand read 0x30008000 0x100000 0x220000;bootm 30008000
bootdelay=3
baudrate=115200
ethaddr=11:22:33:44:55:66
ipaddr=10.1.0.222
serverip=10.1.0.177
netmask=255.255.255.0
stdin=serial
stdout=serial
stderr=serial
ethact=dm9000
bootargs=noinitrd root=/dev/nfs rw nfsroot=10.1.0.177:/nfsroot ip=10.1.0.222 console=ttySAC0,115200 mem=64M

Environment size: 339/131068 bytes