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Ramdisk根文件系统映像的修改与创建 Ramdisk简介 如何修改根文件系统映像 如何创建根文件系统映像

分类: IT文章 • 2023-12-17 11:49:07

本文简述Ramdisk根文件系统映像的修改以及创建，并附相关脚本以实现自动化配置，而根文件系统的制作过程请网上自行搜索。相关过程尽可能以图的方式展示出来，重在说明操作的过程，仅供参考。

Ramdisk，顾名思义，即内存磁盘。先来摘一段来自百度百科的解释：

虚拟内存盘是通过软件将一部分内存（RAM）模拟为硬盘来使用的一种技术。相对于直接的硬盘文件访问来说，这种技术可以极大的提高在其上进行的文件访问的速度。但是RAM的易失性也意味着当关闭电源后这部分数据将会丢失。但是在一般情况下，传递到RAM盘上的数据都是在硬盘或别处永久贮存的文件的一个拷贝。经由适当的配置，可以实现当系统重启后重新建立虚拟盘。

这种技术在Windows和Linux系统中都可以实现。它并非一个实际的文件系统，而是一种将实际的文件系统装入内存的机制，并且可以作为Linux的根文件系统。将一些经常被访问而又不会更改的文件 ( 如只读的根文件系统 ) 通过 Ramdisk放在内存中，可以明显地提高系统的性能。   在嵌入式环境中，我们将使用 RAMDisk 制作好的 rootfs  压缩后写入 Flash ，启动的时候由Bootloader装载到 RAM 中。在 Linux 的启动阶段， initrd 提供了一套机制，可以将内映像和根文件系统一起载入内存并解压缩，然后挂载到 /（根目录） 下。这种方法操作简单，但是在 RAM 中的文件系统不是压缩的，因此需要占用许多嵌入式系统中稀有资源 RAM。

 

如何修改根文件系统映像

要修改根文件系统，需去掉u-boot的文件头，解压映像并挂载至设定的挂载点，在其中完成文件及目录的修改，最终压缩并制作成系统所需的根文件系统映像。具体修改步骤 见下： 

Ramdisk根文件系统映像的修改与创建 Ramdisk简介 如何修改根文件系统映像 如何创建根文件系统映像

 note:

1. 使用文件转换命令dd来去除uramdisk的文件头，其中bs=4，skip=16意为4bytes作为单次读写的块大小，从文件的起始位置跳过16个这样的块（共64字节）；

2. 准备压缩文件系统镜像前，先将当前工作目录从该镜像目录跳出再卸载；

3. mkimage制作ramdisk文件系统时，几个参数说明：-A 设置系统架构  -T 设置镜像类型  -C 设置文件压缩类型 -d 待加工的数据文件 

以下为可参考脚本： 

#!/bin/bash -e
###############################################################################
#
# Copyright (C) 2014 - 2018 by Yujiang Lin <lynyujiang@gmail.com>
#
# This program is free software; you can redistribute it and/or modify
# it under the terms of the GNU General Public License as published by
# the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
# (at your option) any later version.
#
# revised by Luego Zhang
# 20191101
#
###############################################################################
# => Force locale language to be set to English. This avoids issues when doing
# text and string processing.
export LC_ALL=C LANGUAGE=C LANG=C

# => Help and information
usage() {
    echo "Purpose: Modify Existing Ramdisk Image"
    echo "Version: 20191101v1.1"
    echo "Usage  : $(basename ${BASH_SOURCE}) [option]"
    echo "options:"
    echo "--help: Display this help message"
    exit 0;
}
expr "$*" : ".*--help" > /dev/null && usage


# => Setting The Development Environment Variables
#if [ ! "${ZN_CONFIG_DONE}" ]; then
#    printf " 33[31m[ERROR] 33[0m Please source the settings64.sh script first
"
#    exit 1
#fi
source ./common.sh 

# => Filename of the running script.
ZN_SCRIPT_NAME="$(basename ${BASH_SOURCE})"

###############################################################################
# => The beginning
print_info "[ $(date "+%Y/%m/%d %H:%M:%S") ] Starting ${ZN_SCRIPT_NAME}
"

# => Check user input is correct
[[ -f $1 ]] || error_exit "(u)ramdisk.image.gz not found
"

# => Set basic info
REALPATH=$(realpath $1)
read DIRNAME BASENAME <<<$(echo $(dirname ${REALPATH}) $(basename ${REALPATH}))
read FILENAME EXTENSION <<<$(echo ${BASENAME%.*} ${BASENAME##*.})


# => Check user input is correct again
if [ "${BASENAME}" = "uramdisk.image.gz" ]; then
    echo_info "Unwrap the image with the u-boot header"
    dd if=${DIRNAME}/uramdisk.image.gz of=${DIRNAME}/ramdisk.image.gz bs=64 skip=1
else
    [[ "${BASENAME}" = "ramdisk.image.gz" ]] || error_exit "(u)ramdisk.image.gz - not fount"
fi
    
# =>
echo_info "(1/6) Create a mount point for ramdisk.image"
RAMDISK_MOUNTPOINT=$(mktemp -d ${DIRNAME}/ramdisk.XXXXXX) || error_exit "Could not create a mount point"

# =>
echo_info "(2/6) Extract the initrd image from the gzip archive"
gunzip ${DIRNAME}/ramdisk.image.gz && chmod u+rwx ${DIRNAME}/ramdisk.image

# =>
echo_info "(3/6) Mount the initrd image as a loop back device at ${RAMDISK_MOUNTPOINT}"
sudo mount -o loop ${DIRNAME}/ramdisk.image ${RAMDISK_MOUNTPOINT}
[[ $? -ne 0 ]] && gunzip ${DIRNAME}/ramdisk.image && error_exit "Could not mount the ramdisk"

# => Make changes in the mounted filesystem.
cat << EOF

(4/6) Ready for anything, you can modify existing RAM disk image

Note: When finished, enter "exit" to exit bash, then the script will handle other remaining work

EOF

/bin/bash

# =>
echo_info "(5/6) Umount the initrd image and compress the image."
sudo umount ${RAMDISK_MOUNTPOINT} && gzip ${DIRNAME}/ramdisk.image

# =>
echo_info "(6/6) Wrapping the image with a U-Boot header and remove temp files"
if [ "${BASENAME}" = "uramdisk.image.gz" ]; then
    if type mkimage >/dev/null 2>&1; then
    echo_info "Wrapping the image with a U-Boot header"
    mkimage -A arm -T ramdisk -C gzip -d ${DIRNAME}/ramdisk.image.gz 
        ${DIRNAME}/uramdisk.image.gz
    else
    error_exit "Missing mkimage command"
    fi
fi

rm -rf $RAMDISK_MOUNTPOINT

# => The end
print_info "[ $(date "+%Y/%m/%d %H:%M:%S") ] Finished ${ZN_SCRIPT_NAME}
"
################################################################
customize_ramdisk.sh

  

如何创建根文件系统映像

如果没有uramdisk的映像文件，则需要从创建一个空白映像开始，自己制作好根文件系统（相关内容在网上自己获取），将该根文件系统写入空白映像，最后封装成u-boot支持的系统映像文件，具体流程见下图：

Ramdisk根文件系统映像的修改与创建 Ramdisk简介 如何修改根文件系统映像 如何创建根文件系统映像

note:

此处需注意制作的映像大小就与内核中的设置相匹配。（通过make menuconfig ARCH=ARM打开设置界面，Device Drivers => Block Devices => Default Ram Disk Size (kbytes)， 修改选项前数字，本例已修改为64MB，即65536） 

以下为参考脚本文件：(使用前将common.sh拷贝至同一目录下)

#!/bin/bash
###############################################################################
# 版    权：米联客
# 技术社区：www.osrc.cn
# 功能描述：一些常用函数
# 版 本 号：V1.0
###############################################################################
# => Writing a Warning Message to the Console Window
echo_warn() {
    local msg="$1"
    printf "

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