「組み込みLinux向けファイルシステム“JFFS2”をNAND型フラッシュメモリに書き込む方法」

JFFS2を作成するために、Linux OSの必要なファイル全てコピーした、単一のバイナリファイル「ramdisk.img」を作成します。今回はtmpfsという可変サイズのRAMディスク作成コマンドを使用し、そこに必要なファイル一式を書き込み、「ramdisk.img」として出力します。手順詳細については、表2をご覧ください。

host$ cd temp/
host$ dd if=/dev/zero of=disk bs=1M count=480
host$ losetup /dev/loop0 disk
host$ mke2fs -vm0 /dev/loop0
host$ mount -t ext2 /dev/loop0 /mnt
host$ cp -r /(コピー元パス)/bin /mnt/bin
host$ cp -r /(コピー元パス)/sbin /mnt/sbin
host$ cp -r /(コピー元パス)/etc /mnt/etc
host$ cp -r /(コピー元パス)/dev /mnt/dev
・
(必要なディレクトリ全てをコピーする)
・
host$ umount /mnt
host$ dd if=/dev/loop0 bs=1M count=480 of=ramdisk.img

※ ”host$” は、ホストPCターミナル上での入力操作を意味します。

表2. ramdisk.imgの作成手順

これで、ramdisk.imgが生成されます。なお、ramdisk.imgという名称は決まったものではありませんので、認識しやすい名称（拡張子も）であれば何でも結構です。

4.1で作成したramdisk.imgを適当なディレクトリ（ここではworkdirとします）にループバックデバイスとしてマウントし、「rootfs.jffs2」というファイルシステムへ変換します。詳細は表 3をご覧ください。なお、mkfs.jffs2というアプリケーションを必要としますので、お使いの環境にインストールされていない場合には、インストールをする必要があります。

host$ mount ramdisk.img workdir -o loop
host$ mkfs.jffs2 -n -r workdir -e 128 -o rootfs.jffs2g

※ ”host$” は、ホストPCターミナル上での入力操作を意味します。

表3. ramdisk.imgをJFFS2に変換する手順

ここで生成したrootfs.jffs2をNANDに書き込むことでNANDブートが可能になります。なお、こちらも認識しやすいファイル名であれば何でも良いです。

上記で作成したrootfs.jffs2をNANDへ書き込む2つの方法をご紹介します。お使いの環境やお好みに応じて、どちらかひとつの方法でNANDへの書き込みを行ってください。操作の途中でNANDの消去も行いますので、操作には十分ご留意ください。

なお、以降の説明では、NAND書き込みを行うターゲットデバイスのパーティション構成を下図の前提としています。下図の例は、TI社が提供する開発環境をベースとしたものです。

図1. ターゲットデバイスのパーティション構成例

1つめの方法では、ターゲット基板ブート直後にu-bootのコマンドを用いて、SDカードに書き込んだrootfs.jffs2をNANDに書き込みます。詳細は表 4をご覧ください。

u-boot# mmc rescan 0
u-boot# fatload mmc 0 0x80000000 rootfs.jffs2
u-boot# nand erase 0x20800000 0x1f800000
u-boot# nand write 0x80000000 0x20800000 0x1f800000

※ ”u-boot#” は、u-boot実行中のターゲット基板に接続されたターミナルへの入力操作を意味します。

表4. u-boot経由でNANDにrootfs.jffs2を書き込む方法

この方法では、NANDの書き込み先アドレスを直接入力する必要がありますので、書き込み先が適切か、注意を払う必要があります。

2つめの方法では、ターゲット基板でNFS等を用いてLinux OSを起動させ、ログイン後にターミナルから任意のMTDパーティションにrootfs.jffs2を書き込むものです。詳細は表 5をご覧ください。

target# flash_erase /dev/mtd4 0 0
target# nandwrite -p /dev/mtd4 /(参照元パス)/rootfs.jffs2

※ ”target#” は、Linux OS起動後のターゲット基板ターミナルへの入力操作を意味します。

表5. Linuxコンソール経由でNANDにrootfs.jffs2を書き込む方法

こちらの方が、ターゲットボードを外部から起動させる必要がありますが、比較的わかりやすい手順です。

書き込みを終えたらターゲット基板を起動し、NAND上のJFFS2ファイルシステムのマウントを確認します。起動途中で、

Empty flash at 0xXXXXXXXX ends at 0xXXXXXXXX

というメッセージが表示される場合がありますが、マウントが成功すればコンソール画面まで立ち上がります。

ただし、マウントに2分以上かかると、下記メッセージとともにマウントに失敗する場合があります。

INFO: task mount:XXXX blocked for more than 120 seconds.

これはマウントに時間がかかりすぎて、カーネルに「プロセスが異常である」と判断されたためです。MTDパーティションのサイズを小さくすることで、マウント時間も短くすることができます。開発するアプリケーションによっては、マウント時間（起動時間）の短縮が必須条件となるケースもあるため、rootfs.jffs2のサイズ最適化は重要な作業となります。