ramdisk文件系統製作和移植

1. RAMDISK簡介：
   

   Linux 中，rootfs 是必不可少的。PC 上主要實現有ramdisk和直接掛載 HD（Harddisk，硬盤）上的根文件系統；嵌入式中一般不從 HD 啓動，而是從 Flash 啓動，最簡單的方法是將 rootfs load 到 RAM 的 RAMDisk，稍複雜的就是直接從Flash 讀取的Cramfs，更復雜的是在Flash 上分區，並構建JFFS2等文件系統。
           Ramdisk是將一部分固定大小的內存（RAM）空間模擬出硬盤分區。它並非一個實際的文件系統，而是一種將實際的文件系統裝入內存的機制，並且可以作爲根文件系統。將一些經常被訪問而又不會更改的文件(如只讀的根文件系統)通過Ramdisk放在內存中，可以明顯地提高系統的性能。
           在linux系統中,ramdisk有二種,一種就是可以格式化並加載,在linux內核2.0/2.2就已經支持,其不足之處是大小固定;另一種是 2.4的內核才支持,通過,ramfs來實現,他不能被格式化,但用起來方便,其大小隨所需要的空間增加或減少,是目前linux常用的ramdisk技 術.
           initrd 是 RAMDisk 的格式，kernel 2.4 之前都是 image-initrd，Kernel 2.5 引入了 cpio-initrd，大大簡化了Linux 的啓動過程，附合 Linux 的基本哲學：Keep it simple, stupid(KISS). 不過cpio-initrd 作爲新的格式，還沒有經過廣泛測試，嵌入式 Linux 中主要採用的還是 image-initrd。
           在嵌入式環境中，我們將使用RAMDisk製作好的rootfs 壓縮後寫入Flash，啓動的時候由Bootloader 裝載到RAM中。在Linux的啓動階段，initrd提供了一套機制，可以將內映像和根文件系統一起載入內存並解壓縮，然後掛載到 / 下。這種方法操作簡單，但是在 RAM 中的文件系統不是壓縮的，因此需要佔用許多嵌入式系統中稀有資源 RAM。
           由於/目錄實在內存中，所以我們對根文件系統進行的操作並不會保存到Flash上，而是在RAM中。這樣也就意味着，對根文件系統所作的修改，掉電後將會丟失。  

   
   
2. 在內核中添加對ramdisk的支持：
   

   General setup  --->
        [*] Initial RAM filesystem and RAM disk (initramfs/initrd) support
        ()    Initramfs source file(s)  
        
   Device Drivers  --->
        Block devices  --->
        <*> RAM disk support
        (1)   Default number of RAM disks 
        (16384) Default RAM disk size (kbytes)
        (1024) Default RAM disk block size (bytes)  

   
   
3. 製作RAMDISK根文件系統：
   

   使用dd命令建立一個16MB的文件系統映像ramdisk. 以/dev/zero對其初始化.對於dd命令可以參考文檔1和文檔2
   [lingyun@localhost rootfs]$ ls
   mnt  mtd-utils  rootfs.cramfs  rootfs.jffs2  rootfs.tar.bz2  rootfs_tree  tools  ubifs-arm920t.img  ubinize.cfg
   [lingyun@localhost rootfs]$ dd if=/dev/zero of=ramdisk bs=1M count=16
   16+0 records in
   16+0 records out
   16777216 bytes (17 MB) copied, 0.0123997 s, 1.4 GB/s
   [lingyun@localhost rootfs]$ ls
   mnt  mtd-utils  ramdisk  rootfs.cramfs  rootfs.jffs2  rootfs.tar.bz2  rootfs_tree  tools  ubifs-arm920t.img  ubinize.cfg
   因爲ramdisk只是一個塊設備，只有將其格式化爲特定的文件系統後才能使用，我們將其格式化ext2格式：

   [lingyun@localhost rootfs]$ mke2fs -F -v -m0 ramdisk 

   mke2fs 1.42.7 (21-Jan-2013)
   fs_types for mke2fs.conf resolution: 'ext2', 'small'
   Discarding device blocks: done                            
   Discard succeeded and will return 0s  - skipping inode table wipe
   Filesystem label=
   OS type: Linux
   Block size=1024 (log=0)
   Fragment size=1024 (log=0)
   Stride=0 blocks, Stripe width=0 blocks
   4096 inodes, 16384 blocks
   0 blocks (0.00%) reserved for the super user
   First data block=1
   Maximum filesystem blocks=16777216
   2 block groups
   8192 blocks per group, 8192 fragments per group
   2048 inodes per group
   Superblock backups stored on blocks: 
           8193
   
   
   Allocating group tables: done                            
   Writing inode tables: done                            
   Writing superblocks and filesystem accounting information: done
   

   其中：
   -F : 迫使mke2fs在ramdisk.image上運行, 否則, mke2fs會抱怨ramdisk.image不是塊設備.
   -v : 以verbose模式運行
   -m0 : 指定不必在文件系統上爲"超級用戶"保留任何block.(一般嵌入式Linux都是單用戶系統).
   

   
   
   [lingyun@localhost rootfs]$ file ramdisk 
   ramdisk: Linux rev 1.0 ext2 filesystem data

   
   

   掛載ramdisk，並拷貝製作好的根文件系統到mnt目錄下：

   [lingyun@localhost rootfs]$ ls mnt/
   [lingyun@localhost rootfs]$ sudo mount -o loop ramdisk mnt/
   [lingyun@localhost rootfs]$ mount | grep ramdisk
   /home/lingyun/fulinux/fl2440/trunk/src/rootfs/ramdisk on /home/lingyun/fulinux/fl2440/trunk/src/rootfs/mnt type ext2 (rw,loop=/dev/loop0)
   [lingyun@localhost rootfs]$ ls mnt/
   lost+found
   [lingyun@localhost rootfs]$ rm -rf mnt/*
   [lingyun@localhost rootfs]$ ls rootfs_tree/
   apps    bin   dev  home  init  linuxrc  media  opt   root  stat  tmp  var
   backup  data  etc  info  lib   logs     mnt    proc  sbin  sys   usr
   [lingyun@localhost rootfs]$ sudo cp -af rootfs_tree/* mnt/
   [lingyun@localhost rootfs]$ ls mnt/
   apps    bin   dev  home  init  linuxrc  media  opt   root  stat  tmp  var
   backup  data  etc  info  lib   logs     mnt    proc  sbin  sys   usr

   
   

   卸載並壓縮ramdisk根文件系統Image：

   [lingyun@localhost rootfs]$ sudo umount ramdisk
   [lingyun@localhost rootfs]$ du -h ramdisk 
   16M     ramdisk
   [lingyun@localhost rootfs]$ gzip ramdisk
   [lingyun@localhost rootfs]$ du -h ramdisk.gz 
   4.7M    ramdisk.gz

   
   

   將其拷貝到tftp目錄下：

   [lingyun@localhost rootfs]$ cp ramdisk.gz /tftp/
   

   
   

4. uboot設置和映像燒錄啓動

參考內核對256Mnandflash的分區：

Creating 11 MTD partitions on "NAND":
0x000000000000-0x000000100000 : "mtdblock0 u-boot 1MB"
0x000000100000-0x000000500000 : "mtdblock1 kernel 4MB"
0x000000500000-0x000000f00000 : "mtdblock2 ramdisk 10MB"
0x000000f00000-0x000001e00000 : "mtdblock3 cramfs 15MB"
0x000001e00000-0x000004600000 : "mtdblock4 jffs2 40MB"
0x000004600000-0x000006e00000 : "mtdblock5 yaffs2 40MB"
0x000006e00000-0x000009600000 : "mtdblock6 ubifs 40MB"
0x000009600000-0x000009700000 : "mtdblock7 info 1MB"
0x000009700000-0x00000bf00000 : "mtdblock8 apps 40MB"
0x00000bf00000-0x00000e700000 : "mtdblock9 data 40MB"
0x00000e700000-0x000010000000 : "mtdblock10 backup 25MB"

uboot中的環境參數

[ s3c2440@fulinux ]# pri
bbl=nand erase 0 100000;tftp 30008000 u-boot-$cpu.bin;nand write 30008000 0 $filesize
norbbl=erase bank 1;tftp 30008000 u-boot-$cpu.bin;cp.b 30008000 0 $filesize
bkr=tftp 30008000 linuxrom-fulinux.bin;nand erase 100000 400000;nand write 30008000 100000 400000
bootcmd_rootfs=nand read 30008000 100000 400000;bootm 30008000
tpb=tftp 30008000 uImage-$cpu.gz;tftp 30800000 ramdisk-$cpu.gz;bootm 30008000 
mtdids=nand0=nand0
mtdparts=mtdparts=nand0:1M@0x0(u-boot),5M@0x100000(kernel),10M@0x600000(ramdisk),10M@0x1000000(cramfs),20M@0x1a00000(yaffs2),20M@0x2e00000(ubifs),-(users)
bootdelay=1
baudrate=115200
ethaddr=08:00:3e:26:0a:6b
ethact=dm9000
bcramfs=tftp 30800000 rootfs.cramfs;nand erase f00000 600000;nand write 30800000 f00000 600000
bjffs2=tftp 30008000 rootfs.jffs2;nand erase 1e00000 1400000;nand write.jffs2 30008000 1e00000 1400000
bootargs_jffs2=noinitrd root=/dev/mtdblock4 rootfstype=jffs2 init=/linuxrc console=ttyS0,115200
bootargs_cramfs=noinitrd root=/dev/mtdblock3 rootfstype=cramfs init=/linuxrc console=ttyS0,115200
bootargs_ubifs=console=ttyS0,115200 mem=64M ubi.mtd=6 root=ubi0:rootfs rootwait rootfstype=ubifs rw
bubifs=tftp 30008000 ubifs-$cpu.img;nand erase 6e00000 900000;nand write 30008000 6e00000 900000
cpu=arm920t
brdfs=tftp 30008000 ramdisk.gz;nand erase 500000 a00000;nand write 30008000 500000 500000
filesize=4B065C
fileaddr=30008000
netmask=255.255.255.0
ipaddr=192.168.1.111
serverip=192.168.1.3
bootcmd_ramdisk=nand read 30008000 100000 400000;nand read 30800000 500000 500000;bootm 30008000
bootcmd=run bootcmd_ramdisk
bootargs_ramdisk=console=ttyS0,115200 mem=64M initrd=0x30800000,16M root=/dev/ram0 rw loglevel=7
bootargs=console=ttyS0,115200 mem=64M initrd=0x30800000,16Mroot=/dev/ram0 rw loglevel=7
stdin=serial
stdout=serial
stderr=serial
Environment size: 1782/131068 bytes
[ s3c2440@fulinux ]# 

主要是設置用紅色標註的參數，設置方法如下：

[ s3c2440@fulinux ]#set bkr 'tftp 30008000 linuxrom-fulinux.bin;nand erase 100000 400000;nand write 30008000 100000 400000'

[ s3c2440@fulinux ]#set brdfs 'tftp 30008000 ramdisk.gz;nand erase 500000 a00000;nand write 30008000 500000 500000'

[ s3c2440@fulinux ]#set bootcmd_ramdisk 'nand read 30008000 100000 400000;nand read 30800000 500000 500000;bootm 30008000'

[ s3c2440@fulinux ]#set bootcmd 'run bootcmd_ramdisk'

[ s3c2440@fulinux ]#set bootargs 'console=ttyS0,115200 mem=64M initrd=0x30800000,16M root=/dev/ram0 rw loglevel=7'

下載內核映像：

[ s3c2440@fulinux ]#run bkr 

下載ramdisk鏡像

[ s3c2440@fulinux ]#run brdfs

啓動：

[ s3c2440@fulinux ]#boot