Загрузка ядра (FIT-образ) без rootfs

Встраиваемое устройство на Linux, с которым я работаю, имеет следующий параметр ядра:

root=/dev/ram0

Кроме того, образ ядра объединяется вместе с initrd и деревом устройств, чтобы создать упрощенное дерево образов, или образ FIT.

Когда устройство полностью загружено, у него нет постоянного хранилища. То есть все, что записывается в файловую систему, является полностью временным. Учитывая переданный ядру параметр root=, это не вызывает удивления.

Мой вопрос: Как это работает?

• Я знаю, что Uboot копирует ядро в ОЗУ и выполняет его с помощью команды bootm, но откуда берутся файлы файловой системы? Содержатся ли они в initrd? Я понимаю, что initrd – это временная конструкция. Если это так, это будет смещение в блобе образа FIT. Так как просто передача root=/dev/ram0 достаточна для того, чтобы ядро знало, где находится его файловая система?

• Ядро выполняет интроспекцию и читает заголовок образа FIT, чтобы определить расположение составных компонентов?

• Как изменения файловой системы поддерживаются внутри образа FIT, учитывая, что он будет упакован вместе как с ядром, так и с блобом дерева устройств?

Я знаю, что Uboot копирует ядро в ОЗУ и выполняет его с командой bootm, но откуда берутся файлы файловой системы?

Перед тем как загрузить fitImage, его нужно загрузить в ОЗУ. После этого вы можете запустить его с помощью bootm. Внутри образа fit можно определить Load Address и Entry Point для ядра, например.

Содержатся ли они в initrd? Я понимаю, что initrd – это временная конструкция. Если это так, это будет смещение в блобе образа FIT. Так как просто передача root=/dev/ram0 достаточна для того, чтобы ядро знало, где находится его файловая система?

Это зависит от вашей системы, что подразумевается под файловой системой. Есть несколько систем, работающих исключительно с RAMDISK и просто сохраняющих конфигурацию в любом виде NVRAM или Flash.

Другие системы используют RAMDisk, чтобы проверить, где найти корневую файловую систему. Например, для сканирования USB-шины, SATA или SD-карт. Когда корневая файловая система смонтирована, процесс загрузки продолжается с этого раздела. Из-за того, что init должен выполняться с PID 1, некоторые приемы необходимы.

Ядро выполняет интроспекцию и читает заголовок образа FIT, чтобы определить расположение составных компонентов?

Нет, образ fit разбирается u-boot. Как u-boot передает адреса, где находятся DTB и RAMDISK, зависит от используемой платформы, насколько мне известно.

Как изменения файловой системы поддерживаются внутри образа FIT, учитывая, что он будет упакован вместе как с ядром, так и с блобом дерева устройств?

Когда изменения файловых систем необходимы на регулярной основе, вам следует рассмотреть возможность использования чего-то более гибкого. Но это зависит от оборудования, которое вы используете. SD-карты, NAND, NOR или вращающиеся диски.

Посмотрев на исходный код ядра:

• mtdsplit_fit.c

      /* Поиск раздела rootfs после образа FIT */
      ret = mtd_find_rootfs_from(mtd, fit_offset + fit_size, mtd->size,
                                 &rootfs_offset, NULL);
      if (ret) {
              pr_info("rootfs не найден после образа FIT в \"%s\"\n",
                      mtd->name);
              return ret;
      }
  

• mtdsplit.c:

  int mtd_find_rootfs_from(struct mtd_info *mtd,
                           size_t from,
                           size_t limit,
                           size_t *ret_offset,
                           enum mtdsplit_part_type *type)
  {
          size_t offset;
          int err;
  
          for (offset = from; offset < limit;
               offset = mtd_next_eb(mtd, offset)) {
                  err = mtd_check_rootfs_magic(mtd, offset, type);
                  if (err)
                          continue;
  
                  *ret_offset = offset;
                  return 0;
          }
  
          return -ENODEV;
  }
  EXPORT_SYMBOL_GPL(mtd_find_rootfs_from);
  
  int mtd_check_rootfs_magic(struct mtd_info *mtd, size_t offset,
                             enum mtdsplit_part_type *type)
  {
          u32 magic;
          size_t retlen;
          int ret;
  
          ret = mtd_read(mtd, offset, sizeof(magic), &retlen,
                         (unsigned char *) &magic);
          if (ret)
                  return ret;
  
          if (retlen != sizeof(magic))
                  return -EIO;
  
          if (le32_to_cpu(magic) == SQUASHFS_MAGIC) {
                  if (type)
                          *type = MTDSPLIT_PART_TYPE_SQUASHFS;
                  return 0;
          } else if (magic == 0x19852003) {
                  if (type)
                          *type = MTDSPLIT_PART_TYPE_JFFS2;
                  return 0;
          } else if (be32_to_cpu(magic) == UBI_EC_MAGIC) {
                  if (type)
                          *type = MTDSPLIT_PART_TYPE_UBI;
                  return 0;
          }
  
          return -EINVAL;
  }
  EXPORT_SYMBOL_GPL(mtd_check_rootfs_magic);