OpenWRT(10)：OpenWRT下rootfs的cpio/squashfs/ubifs/ext4生成流程

在include/image.mk中定义了initramfs、ubifs、squashfs、ext4等镜像的生成。

OpenWRT提供配置选项入口，借助mkfs.ubifs、mksquashfs4、make_ext4fs创建镜像。

1 ubifs

下面是include/image.mk中生成ubifs镜像的Makefile函数：

define Image/mkfs/ubifs
    $(STAGING_DIR_HOST)/bin/mkfs.ubifs \
        $(UBIFS_OPTS) $(call param_unmangle,$(call param_get,fs,$(1))) \
        $(if $(CONFIG_TARGET_UBIFS_FREE_SPACE_FIXUP),--space-fixup) \
        $(if $(CONFIG_TARGET_UBIFS_COMPRESSION_NONE),--compr=none) \
        $(if $(CONFIG_TARGET_UBIFS_COMPRESSION_LZO),--compr=lzo) \
        $(if $(CONFIG_TARGET_UBIFS_COMPRESSION_ZLIB),--compr=zlib) \
        $(if $(shell echo $(CONFIG_TARGET_UBIFS_JOURNAL_SIZE)),--jrn-size=$(CONFIG_TARGET_UBIFS_JOURNAL_SIZE)) \
        --squash-uids \
        -o $@ -d $(call mkfs_target_dir,$(1))
endef

这段脚本定义一个名为`Image/mkfs/ubifs`的函数，它用于创建Ubifs文件系统镜像。Ubifs（Unsorted Block Image File System）是一种针对闪存存储设备优化的文件系统。下面是对脚本中各部分的详细解释：

define Image/mkfs/ubifs：开始定义一个名为Image/mkfs/ubifs的Makefile函数。
$(STAGING_DIR_HOST)/bin/mkfs.ubifs：调用mkfs.ubifs工具，这是一个用于创建Ubifs文件系统的命令行工具。
$(UBIFS_OPTS)：包含Ubifs文件系统的通用选项，这些选项可能包括文件系统的大小、块大小等。
$(call param_unmangle,$(call param_get,fs,$(1)))：这部分代码调用了两个函数来处理Ubifs文件系统的参数。`param_get`函数用于获取传递给函数的第一个参数（`$(1)`）的值，`param_unmangle`函数用于处理这个值，可能用于转换或修正参数。
--space-fixup：如果定义了CONFIG_TARGET_UBIFS_FREE_SPACE_FIXUP，将添加此选项到`mkfs.ubifs`命令中，用于修复Ubifs文件系统中的空闲空间问题。这个选项对于某些NAND闪存设备是必要的，因为它们不能处理文件系统中的“洞”。
--compr=none，--compr=lzo，--compr=zlib：根据配置选项，选择Ubifs文件系统的压缩算法。如果没有定义压缩算法，使用none；如果定义了CONFIG_TARGET_UBIFS_COMPRESSION_LZO，则使用LZO压缩；如果定义了CONFIG_TARGET_UBIFS_COMPRESSION_ZLIB，则使用ZLIB压缩。
--jrn-size=$(CONFIG_TARGET_UBIFS_JOURNAL_SIZE)：如果定义了CONFIG_TARGET_UBIFS_JOURNAL_SIZE，将设置Ubifs文件系统的日志大小，单位通常是块。
--squash-uids：此选项用于在创建文件系统时忽略用户ID和组ID，所有文件将使用相同的用户和组权限。
-o $@：指定输出文件，$@是Makefile中的自动变量，代表当前的规则目标。
-d $(call mkfs_target_dir,$(1))：指定要包含在Ubifs文件系统中的目录，`$(call mkfs_target_dir,$(1))`调用一个函数来获取目录路径。

mkfs.ubifs其他选项可以通过UBIFS_OPTS传入，还包括：

-m, --min-io-size：用于设置Ubifs文件系统中的最小I/O单元大小。SIZE参数指定了Ubifs操作的最小数据单元，通常应与底层存储设备的页大小相匹配。
-e, --leb-size：设置Ubifs文件系统中逻辑擦除块（LEB）的大小。SIZE参数定义了每个LEB的大小，单位是字节。
-c, --max-leb-cnt：设置Ubifs文件系统中逻辑擦除块（LEB）的最大数量。COUNT参数定义了文件系统中可以拥有的最大LEB数量。

比如：

UBIFS_OPTS = -m 2048 -e 124KiB -c 4096

1.1 ubi镜像

include/image-commands.mk中定义名为Build/append-ubi的 Makefile 函数，用于将文件系统和可选的内核以及环境变量打包成一个 UBI 镜像：

define Build/append-ubi
    sh $(TOPDIR)/scripts/ubinize-image.sh \
        $(if $(UBOOTENV_IN_UBI),--uboot-env) \
        $(if $(KERNEL_IN_UBI),--kernel $(IMAGE_KERNEL)) \
        $(foreach part,$(UBINIZE_PARTS),--part $(part)) \
        --rootfs $(IMAGE_ROOTFS) \
        $@.tmp \
        -p $(BLOCKSIZE:%k=%KiB) -m $(PAGESIZE) \
        $(if $(SUBPAGESIZE),-s $(SUBPAGESIZE)) \
        $(if $(VID_HDR_OFFSET),-O $(VID_HDR_OFFSET)) \
        $(UBINIZE_OPTS)
    cat $@.tmp >> $@
    rm $@.tmp
endef

sh $(TOPDIR)/scripts/ubinize-image.sh：调用ubinize-image.sh脚本来执行 UBI 镜像的创建。
$(if $(UBOOTENV_IN_UBI),--uboot-env)：如果定义了UBOOTENV_IN_UBI变量，那么添加--uboot-env参数到ubinize-image.sh脚本中，表示将 U-Boot 环境变量包含在 UBI 镜像中。
$(if $(KERNEL_IN_UBI),--kernel $(IMAGE_KERNEL))：如果定义了KERNEL_IN_UBI变量，那么添加--kernel参数和内核镜像的路径到ubinize-image.sh脚本中，表示将内核包含在 UBI 镜像中。
$(foreach part,$(UBINIZE_PARTS),--part $(part))：对于UBINIZE_PARTS列表中的每个分区，添加--part参数和分区名称到ubinize-image.sh脚本中。
--rootfs $(IMAGE_ROOTFS)：指定要包含在 UBI 镜像中的根文件系统。
$@.tmp：指定输出文件的临时名称，$@表示目标文件名。
-p $(BLOCKSIZE:%k=%KiB)：指定 UBI 镜像的块大小，$(BLOCKSIZE) 通常以千字节为单位定义，这里将其转换为 KiB。
-m $(PAGESIZE)：指定 NAND 页大小。
$(if $(SUBPAGESIZE),-s $(SUBPAGESIZE))：如果定义了SUBPAGESIZE变量，那么添加-s参数和子页大小到ubinize-image.sh脚本中。
$(if $(VID_HDR_OFFSET),-O $(VID_HDR_OFFSET))`：如果定义了VID_HDR_OFFSET变量，那么添加-O参数和 VID 头偏移量到 ubinize-image.sh脚本中。
$(UBINIZE_OPTS)：添加任何额外的ubinize-image.sh脚本选项。

scripts/ubinize-image.sh根据输入的参数生成ubi镜像：

ubivol函数：创建一个 UBI 卷的配置块。参数包括卷 ID、名称、镜像路径、自动调整大小标志和大小。
ubilayout函数：根据提供的参数生成 UBI 布局配置。处理 U-Boot 环境变量、分区、内核和根文件系统的配置。
[ "$rootfs_type" = "ubifs" ] || ubivol $vol_id rootfs_data "" 1：如果 $rootfs_type 等于 ubifs，则条件为真，不执行任何操作。如果条件为假（即squashfs类型rootfs），则调用 ubivol 函数来创建一个名为rootfs_data 的 UBI 卷，卷 ID 为 $vol_id，没有指定图像，自动调整大小标志为空，大小为1MiB。
--uboot-env、--kernel--rootfs、--part、--rootfs：为这些参数创建Volume。

2 squashfs

下面是include/image.mk中生成squashfs镜像的Makefile函数：

define Image/mkfs/squashfs
    $(call Image/mkfs/squashfs-common,$(1))
endef

define Image/mkfs/squashfs-common
    $(STAGING_DIR_HOST)/bin/mksquashfs4 $(call mkfs_target_dir,$(1)) $@ \
        -nopad -noappend -root-owned \
        -comp $(SQUASHFSCOMP) $(SQUASHFSOPT)
endef

在include/image.mk中SQUASHFSOPT默认配置如下：

SQUASHFSOPT := -b $(SQUASHFS_BLOCKSIZE)
SQUASHFSOPT += -p '/dev d 755 0 0' -p '/dev/console c 600 0 0 5 1'
SQUASHFSOPT += $(if $(CONFIG_SELINUX),-xattrs,-no-xattrs)
SQUASHFSCOMP := gzip

这段代码是Makefile的一部分，定义了两个函数：`Image/mkfs/squashfs`和`Image/mkfs/squashfs-common`。下面是对函数的详细分析：

define Image/mkfs/squashfs-common：定义了一个名为Image/mkfs/squashfs-common的Makefile函数，这个函数是实际执行创建squashfs文件系统操作的函数。
mksquashfs4：调用mksquashfs4工具，这是一个用于创建squashfs文件系统的命令行工具。$(STAGING_DIR_HOST)是一个Makefile变量，通常指向存放编译过程中生成的中间文件的目录。
$(call mkfs_target_dir,$(1))：调用`mkfs_target_dir`函数，并将第一个参数`$(1)`传递给它。这个函数用于获取需要被打包进squashfs文件系统的源目录路径。
$@：表示当前Makefile规则的目标。在这个上下文中，它指向squashfs文件系统的输出文件。
-nopad：mksquashfs的一个选项，用于禁止对文件系统进行填充操作。
-noappend：另一个`mksquashfs`的选项，用于禁止创建可追加的squashfs镜像。
-root-owned：指定所有文件在squashfs文件系统中都归root用户所有。
-comp $(SQUASHFSCOMP)：指定squashfs文件系统的压缩算法。$(SQUASHFSCOMP)是一个Makefile变量，包含了压缩算法的名称。
$(SQUASHFSOPT)：包含squashfs文件系统创建过程中的其他选项，这些选项可能包括压缩级别、文件系统版本等。

这段代码定义了两个Makefile函数，用于创建squashfs文件系统。`Image/mkfs/squashfs`函数是一个简单的包装器，它调用实际执行创建操作的`Image/mkfs/squashfs-common`函数。`Image/mkfs/squashfs-common`函数则包含了创建squashfs文件系统所需的所有命令和选项。通过这种方式，Makefile可以重用创建squashfs文件系统的代码，同时保持代码的清晰和组织性。

/home/al/data/openwrt/openwrt22.03-a53/staging_dir/host/bin/mksquashfs4 \
/home/al/data/openwrt/openwrt22.03-a53/build_dir/target-aarch64_cortex-a53_musl/root-armvirt \
/home/al/data/openwrt/openwrt22.03-a53/build_dir/target-aarch64_cortex-a53_musl/linux-armvirt_64/root.squashfs \
-nopad -noappend -root-owned -comp xz -Xpreset 9 -Xe -Xlc 0 -Xlp 2 -Xpb 2  -b 256k \
-p '/dev d 755 0 0' -p '/dev/console c 600 0 0 5 1' -no-xattrs

3 ext4

下面是include/image.mk中生成ext4镜像的Makefile函数：

define Image/mkfs/ext4
    $(STAGING_DIR_HOST)/bin/make_ext4fs -L rootfs \
        -l $(ROOTFS_PARTSIZE) -b $(CONFIG_TARGET_EXT4_BLOCKSIZE) \
        $(if $(CONFIG_TARGET_EXT4_RESERVED_PCT),-m $(CONFIG_TARGET_EXT4_RESERVED_PCT)) \
        $(if $(CONFIG_TARGET_EXT4_JOURNAL),,-J) \
        $(if $(SOURCE_DATE_EPOCH),-T $(SOURCE_DATE_EPOCH)) \
        $@ $(call mkfs_target_dir,$(1))/
endef

这段代码是Makefile的一部分，定义了一个名为`Image/mkfs/ext4`的函数，用于创建一个ext4文件系统的镜像。下面是对这段代码的解释：

define Image/mkfs/ext4：开始定义一个Makefile函数，名为`Image/mkfs/ext4`。
make_ext4fs：调用`make_ext4fs`工具，这是一个用于创建ext4文件系统的命令行工具。`$(STAGING_DIR_HOST)`是一个Makefile变量，指向存放编译过程中生成的中间文件的目录。
-L rootfs：指定文件系统的标签为`rootfs`。
-l $(ROOTFS_PARTSIZE)：指定文件系统的大小，$(ROOTFS_PARTSIZE)是一个Makefile变量，代表文件系统的分区大小。可以是块的数量或者文件的大小（如果以b、k、m或g结尾）。
-b $(CONFIG_TARGET_EXT4_BLOCKSIZE)：指定文件系统的块大小，$(CONFIG_TARGET_EXT4_BLOCKSIZE)是一个Makefile变量，代表块大小。
$(if $(CONFIG_TARGET_EXT4_RESERVED_PCT),-m $(CONFIG_TARGET_EXT4_RESERVED_PCT))：如果定义了`CONFIG_TARGET_EXT4_RESERVED_PCT`，则添加`-m`选项，并使用该变量的值作为保留空间的百分比。
$(if $(CONFIG_TARGET_EXT4_JOURNAL),,-J)：如果定义了`CONFIG_TARGET_EXT4_JOURNAL`，则不添加任何选项（因为逗号前的空格表示如果条件为真，则什么也不做）。如果没有定义，则添加`-J`选项，这通常用于禁用日志功能。
$(if $(SOURCE_DATE_EPOCH),-T $(SOURCE_DATE_EPOCH))：如果定义了`SOURCE_DATE_EPOCH`，则添加`-T`选项，并使用该变量的值作为文件系统的创建时间。
$@：表示当前Makefile规则的目标。在这个上下文中，它指向创建的ext4文件系统镜像的输出文件。
$(call mkfs_target_dir,$(1))/：调用`mkfs_target_dir`函数，并将第一个参数`$(1)`传递给它。这个函数用于获取需要被打包进ext4文件系统的源目录路径，并在路径后添加一个斜杠以表示目录。

这段代码定义了一个函数，用于根据一系列的配置选项和参数，创建一个ext4文件系统镜像。这个函数可以被Makefile的其他部分调用，以生成所需的文件系统镜像。通过使用条件语句，它允许用户根据配置选择是否保留空间、是否使用日志以及设置文件系统的创建时间。

/home/al/data/openwrt/openwrt22.03-a53/staging_dir/host/bin/make_ext4fs \
-L rootfs -l 109051904 -b 4096 -m 0 -J -T 1721689001 \
/home/al/data/openwrt/openwrt22.03-a53/build_dir/target-aarch64_cortex-a53_musl/linux-armvirt_64/root.ext4 \
/home/al/data/openwrt/openwrt22.03-a53/build_dir/target-aarch64_cortex-a53_musl/root-armvirt/

posted on 2024-08-23 23:59 ArnoldLu 阅读(335) 评论(0) 编辑收藏举报

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Arnold Lu@南京

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