Linux Advent Calendar 2018 3日目の記事です。
今日はLinux-4.19.6で追加された、EROFS(Enhanced Read-Only File System)が利用できる環境を作る話をしようと思います。
EROFSとは？
Linux-4.19.6で搭載された機能で、ライトウェイトでリードオンリーなファイルシステムとのことです。
競合するファイルシステムは他にも存在しますが、EROFSはファームウェアやスマートフォン、LiveCDといった、リードオンリーなファイルシステムに対して高パフォーマンスが要求される場面での利用を想定しているようです。
(というよりも、Kconfigの説明が正確で手っ取り早いですね...)
config EROFS_FS
tristate "EROFS filesystem support"
depends on BLOCK
help
EROFS(Enhanced Read-Only File System) is a lightweight
read-only file system with modern designs (eg. page-sized
blocks, inline xattrs/data, etc.) for scenarios which need
high-performance read-only requirements, eg. firmwares in
mobile phone or LIVECDs.
It also provides VLE compression support, focusing on
random read improvements, keeping relatively lower
compression ratios, which is useful for high-performance
devices with limited memory and ROM space.
If unsure, say N.
今回はこのEROFSを利用可能にする手順と、実際にEROFSなファイルシステムを作成できるまでをゴールにしてみます。
今回の環境
今回EROFSを試した環境はCentOS-7です。
$ cat /etc/redhat-release
CentOS Linux release 7.5.1804 (Core)
Linux-4.19.6のビルド
まずはEROFSを利用できるLinux-4.19.6をビルドします。
余談ですがEROFSのソースコードは linux-4.19.6/drivers/staging/erofs 以下に置かれており、まだ実験・テスト的な位置付けという扱いであるようです。
# curl -O https://cdn.kernel.org/pub/linux/kernel/v4.x/linux-4.19.6.tar.xz
# tar Jxf linux-4.19.6.tar.xz
# cd linux-4.19.6
必要なカーネルコンフィグ
EROFSを使用するために最低限必要なカーネルコンフィグは STAGING と EROFS_FS です。それぞれカーネルコンフィグの以下の場所で設定します。
STAGING
-> Device Drivers
EROFS_FS
-> Device Drivers
-> Staging Drivers
先ほど展開したlinux-4.19.6のディレクトリに移動し、カーネルコンフィグの設定とビルドを実行します。
# cd linux-4.19.6
# make defconfig
# make manuconfig
# make
# make modules_install
# cp arch/x86_64/boot/bzImage /boot/vmlinuz-4.19.6.x86_64
# mkinitrd /boot/initramfs-4.19.6.x86_64.img 4.19.6
# grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg
あとは再起動した後、grubからlinux-4.19.6を選択して起動します。
カーネルバージョンが4.19.6かどうかは、 uname コマンドで確認できます。
$ uname -a
Linux linuxadvcal 4.19.6 #2 SMP Mon Dec 3 18:47:26 JST 2018 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux
EROFSを試してみる
Linuxカーネル側の準備も完了し、EROFSを試せる状態になりました。
EROFS対応版のmkfsコマンド
さっそく mkfs コマンドを実行したいところですが、先にEROFS対応版の mkfs コマンドを用意する必要があります。
EROFS対応版 mkfs コマンドは、以下のGitHubリポジトリにて公開されているので、そこから入手します。
# curl -s -L -O https://github.com/hsiangkao/erofs_mkfs_binary/raw/master/mkfs.erofs.x86_64
# file mkfs.erofs.x86_64
mkfs.erofs.x86_64: ELF 64-bit LSB executable, x86-64, version 1 (GNU/Linux), statically linked, for GNU/Linux 2.6.32, BuildID[sha1]=c8fff00e3d9261ad4d6937f50c0664cb3bce74ae, stripped
# chmod +x mkfs.erofs.x86_64 # 実行属性をつける必要あり
コマンド名は mkfs.erofs で、指定可能なオプションは以下のようです。
# ./mkfs.erofs.x86_64
[2018-12-03 21:01:39 205797] Err: MKFS: mkfs_parse_options_cfg() Line[151]Expected filename after options
mkfs.erofs.x86_64 version:rel v3.0.180606.0 buildTime:Jul 4 201821:15:42
[-z <compr algi>] [-d <debug level>]
[-h <shared xattr threhold>] [-x <debug level>]
[image name] [target_out_directory]
そして、ちょっと注意が必要なのは、 mkfs.erofs には デバイス名ではなくイメージファイルを指定する 点です。
mkfs.btefs とか mkfs.ext4 等ではデバイス名を指定してmkfsするのですが、EROFSではちょっと異なるようです。
( mkfs.erofs 用に別途 /dev/sdb なストレージを用意したのですが不要でした...)
EROFSの利用例として、LinuxカーネルソースツリーをEROFSでフォーマット(イメージ作成)してみます。
# ./mkfs.erofs.x86_64 erofs_sample.img work/linux-4.19.6
[2018-12-03 21:07:23 694510] Err: EROFS: erofs_adjust_compress_level() Line[77]Compress level(9) is greater than max level(0), adjust it to default level(9).
c_version: [version:rel v3.0.180606.0 buildTime:Jul 4 201821:15:42]
c_src_path: [/root/linux-4.19.6]
c_dbg_lvl: [ 0]
c_dry_run: [ 0]
c_alg_name: [ none]
c_compr_maxsz: [ 921600]
c_compr_lvl: [ 0]
c_compr_boundary: [ 128]
c_compr_ratio_limit: [ 100]
c_cust_xattr: [ 0]
c_shared_xattr_thres: [ 4]
[2018-12-03 21:07:23 695102] Err: MKFS-XATTR:mkfs_add_xattr() Line[266][/root/linux-4.19.6] has no attributes.
...中略...
[2018-12-03 21:07:02 557461] Err: MKFS-XATTR:mkfs_add_xattr() Line[266][/root/linux-4.19.6/drivers/gpu/drm/v3d/v3d_trace.h] has no attributes.
[2018-12-03 21:07:02 557539] Err: MKFS-XATTR:mkfs_add_xattr() Line[266][/root/linux-4.19.6/drivers/gpu/drm/v3d/v3d_trace_points.c] has no attributes.
attributeまわりでエラーが出ているのが不安ですが(もしかしたらカーネルコンフィグの設定に漏れがあるのかも)、 mkfs.erofs でイメージファイルが作成できました。
# ls -lh erofs_sample.img
-rw-r--r-- 1 root root 759M 12月 3 21:10 erofs_sample.img
#
# # 元のディレクトリツリーよりもサイズが小さくなっているようです。
# du -h linux-4.19.6/ | tail -n1
896M linux-4.19.6/
さっそくイメージをmountしてみましょう。
# # "-t erofs"が指定可能になっている。
# mount -o loop -t erofs erofs_sample.img /mnt
#
# # mountできているか確認する。
# mount | grep \/mnt
/root/erofs_sample.img on /mnt type erofs (ro,relatime,user_xattr,acl)
#
# # ファイルシステムのサイズを確認する。
# df -h
ファイルシス サイズ 使用 残り 使用% マウント位置
...中略...
/dev/loop0 759M 759M 0 100% /mnt
#
# # ファイルシステムタイプはerofsになっている。
# df -T
ファイルシス タイプ 1K-ブロック 使用 使用可 使用% マウント位置
...中略...
/dev/loop0 erofs 776684 776684 0 100% /mnt
(念のため) mkfs.erofs 実行時にattribute周りのエラーが出ていましたが、生成されたイメージに含まれるファイルに抜けは無いようです。
# # 個数が同じであることをもって、ファイルに抜けがないとみなす。
# find /mnt/ | wc -l
65825
# find ./linux-4.19.6 | wc -l
65825
まとめ
Linux-4.19.6で追加されたEROFSが利用できる環境の構築手順を紹介しました。
mkfs.erofs で指定するフォーマット先がデバイス名ではなくファイル名なのは意外でしたが、これはファームウェアへのイメージ書き込みを想定した仕様なのかもしれません。