如何配置只讀屬性的文件系統(tǒng)（Colibri iMX7為例）

By Toradex胡珊逢

在先前的文章我們已經(jīng)介紹在使用eMMC的模塊上配置只讀屬性的文件系統(tǒng)，以及利用squashfs和overlayfs掛載可寫分區(qū)。Toradex的產(chǎn)品除了使用eMMC存儲(chǔ)外，還有部分是采用Nand Flash，例如Colibri iMX7和Colibri iMX6ULL。下面將以Colibri iMX7為例介紹如何配置只讀屬性的文件系統(tǒng)。

由于存儲(chǔ)介質(zhì)不同，Nand Flash上通常采用如jffs2、UBI等格式文件系統(tǒng)。Toradex的Linux系統(tǒng)使用UBI文件系統(tǒng)。

在Colibri iMX7的Nand Flash上會(huì)采用以下規(guī)劃。Nand Flash總體上劃分為兩個(gè)部分。最前面的raw部分不采用任何文件系統(tǒng)，直接存儲(chǔ)模塊硬件信息bcb，u-boot和u-boot環(huán)境變量。第二部分則使用UBI，創(chuàng)建5個(gè)volume，用于存儲(chǔ)內(nèi)核文件（kernel）、設(shè)備樹文件（dtb）、M4的固件（m4-fw）、Linux文件系統(tǒng)（rootfs）、用戶文件（userdata）。其中rootfs將設(shè)置成自讀屬性，而userdata則可以寫入數(shù)據(jù)。

Toradex Easy Installer可以通過image.json文件方便地修改分區(qū)，從而避免使用命令工具。首先從這里下載用于Colibri iMX7S的Linux BSP v5.x安裝文件。解壓后在image.json中添加userdata的相關(guān)配置。

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{

"name": "rootfs",

"content": {

"filesystem_type": "ubifs",

"filename": "Reference-Minimal-Image-colibri-imx7.tar.xz",

"uncompressed_size": 108.1171875

},

"size_kib": 102400

},

{

"name": "userdata",

"content": {

"filesystem_type": "ubifs",

"filename": "app.tar.xz",

"uncompressed_size": 0.1171875

}

}

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這里name指定ubi volume的名字，filesystem_type用于指定ubifs文件格式，filename里包含了需要燒錄到userdatavolume的文件，這些是用戶應(yīng)用和配置等，uncompressed_size是指app.tar.xz未壓縮的大小，用于顯示Toradex Easy Installer的安裝進(jìn)度條。更多關(guān)于image.json配置說明請(qǐng)參考這里。

使用Toradex Easy Installer將上面修改的鏡像燒錄到Colibri iMX7S即可。啟動(dòng)后進(jìn)入u-boot，使用下面名可以看到所創(chuàng)建的volume。

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Colibri iMX7 # ubi part ubi

Colibri iMX7 # ubi info layout

Volume information dump:

vol_id 0

......

name kernel

Volume information dump:

vol_id 1

......

skip_check 0

name dtb

Volume information dump:

vol_id 2

......

skip_check 0

name m4firmware

Volume information dump:

vol_id 3

......

skip_check 0

name rootfs

Volume information dump:

vol_id 4

......

skip_check 0

name userdata

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啟動(dòng)進(jìn)入Linux后，userdata并不會(huì)被自動(dòng)掛載，需要將下面內(nèi)容添加到/etc/fstab文件中。現(xiàn)在rootfs根目錄還沒有設(shè)置成只讀屬性，可以創(chuàng)建/home/root/userdata目錄用于掛載userdata卷。

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ubi:userdata /home/root/userdata ubifs defaults,noatime,rw 1 1

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于此同時(shí)，還可以進(jìn)行系統(tǒng)配置。例如添加一個(gè)開機(jī)啟動(dòng)應(yīng)用。該應(yīng)用write_to_file在運(yùn)行時(shí)會(huì)往/home/root/userdata寫入一個(gè)文件。在/etc/systemd/system/目錄下創(chuàng)建user-demo.service。

user-demo.service

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[Unit]

Description=launch user's demo on dedicated partition

ConditionFileIsExecutable=/home/root/userdata/write_to_file

After=multi-user.target

[Service]

WorkingDirectory=/home/root/userdata

Type=simple

ExecStart=/home/root/userdata/write_to_file

[Install]

WantedBy=multi-user.target

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運(yùn)行下面命令使user-demo.service開機(jī)運(yùn)行。然后重啟系統(tǒng)。

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~# systemctl enable user-demo.service

~#reboot

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此時(shí)，使用mount命令查看所掛載的卷，其中有ubi:userdata。

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~# mount -l

tmpfs on /var/volatile type tmpfs (rw,relatime)

ubi:userdata on /home/root/userdata type ubifs (rw,noatime,assert=read-only,ubi=0,vol=4)

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在/home/root/userdata目錄下也可以看到write_to_file寫入的文件file.txt。

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~/userdata# ls

file.txt write_to_file

~/userdata# cat file.txt

This is a writing file test

~/userdata# systemctl status user-demo.service

* user-demo.service - launch user's demo on dedicated partition

Loaded: loaded (/etc/systemd/system/user-demo.service; enabled; vendor preset: disabled)

Active: inactive (dead) since Wed 2022-07-06 06:09:44 UTC; 14min ago

Process: 316 ExecStart=/home/root/userdata/write_to_file (code=exited, status=0/SUCCESS)

Main PID: 316 (code=exited, status=0/SUCCESS)

Jul 06 06:09:44 colibri-imx7-02873356 systemd[1]: Started launch user's demo on dedicated partition.

Jul 06 06:09:44 colibri-imx7-02873356 systemd[1]: user-demo.service: Succeeded.

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最后需要再次修改/etc/fstab將rootfs根目錄設(shè)置為只讀屬性，noatime后面添加ro。

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/dev/root / auto noatime,ro 1 1

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重啟系統(tǒng)，進(jìn)入u-boot命令模式，配置下參數(shù)。

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setenv ubiargs "ubi.mtd=ubi root=ubi0:rootfs ro rootfstype=ubifs ubi.fm_autoconvert=1"

saveenv

reset

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重啟進(jìn)入Linux系統(tǒng)。根目錄/已經(jīng)是只讀狀態(tài)，無(wú)法創(chuàng)建文件。而/home/root/userdata目錄下的應(yīng)用仍可以正常執(zhí)行并寫入文件。

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:~# mount -l

ubi0:rootfs on / type ubifs (ro,noatime,assert=read-only,ubi=0,vol=3)

~# mkdir test

mkdir: can't create directory 'test': Read-only file system

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總結(jié)

通過將Linux的系統(tǒng)文件設(shè)置為只讀狀態(tài)，可以降低因文件系統(tǒng)損壞導(dǎo)致無(wú)法啟動(dòng)的概率。對(duì)于更高要求的應(yīng)用，甚至可以使用外部存儲(chǔ)作為備份，用于恢復(fù)文件。

審核編輯：黃飛