Seminar barebox – Speicher, Partitionierung, UBI und UBIFS

Bootloader und Betriebssystem teilen sich physische Speicher, Partitionstabellen, Dateisysteme und persistente Zustände. Das Seminar entwickelt ein konsistentes Speicherlayout und behandelt Blockgeräte, MTD, Partitionen, UBI, UBIFS, Environment, State, Automount und Recovery.

Inhaltsübersicht

• Zielsetzung
• Zielgruppe
• Voraussetzungen
• Seminarinhalte
• Praxisübungen
• Methodik

Zielsetzung

• Geräteklassen, Partitionierung und Dateisysteme korrekt zuordnen
• NAND-spezifische Anforderungen mit UBI und UBIFS beherrschen
• Environment, State, Images und Benutzerdaten sicher voneinander trennen
• Mount-, Prüf- und Recoveryabläufe reproduzierbar gestalten

Zielgruppe

BSP-Entwicklung, Systemintegration, Gerätebetrieb, Update Engineering und Produktion.

Voraussetzungen

Grundkenntnisse zu Flashspeichern, Partitionen, Dateisystemen und barebox-Shell.

Seminarinhalte

1. Schritt 1: Speichertechnologien und Gerätedarstellung unterscheiden

   Der Abschnitt ordnet „Speichertechnologien und Gerätedarstellung unterscheiden“ in den Gesamtprozess ein. Zunächst werden Voraussetzungen und Abhängigkeiten erfasst. Danach werden die Arbeitspunkte am System umgesetzt, geprüft und mit eindeutigen Abbruchkriterien dokumentiert.

   • Blockgeräte und MTD
   • Eraseblock, Page und Bad Block
   • Geschwindigkeit, Haltbarkeit und Stromausfallverhalten
2. Schritt 2: Partitionierung und Adressierung planen

   Ausgehend von einem definierten Ausgangszustand wird „Partitionierung und Adressierung planen“ schrittweise aufgebaut. Konfiguration, Laufzeitverhalten und typische Fehlersignale werden miteinander verglichen. Der fertige Ablauf bleibt reproduzierbar und für weitere Projektphasen verwendbar.

   • MBR, GPT oder feste MTD-Partitionen
   • Alignment und Größenreserve
   • gemeinsames Layout für barebox und Linux
3. Schritt 3: Dateisysteme auswählen und prüfen

   Im Mittelpunkt steht „Dateisysteme auswählen und prüfen“. Die zugehörigen Daten, Ressourcen und Zustandsübergänge werden sichtbar gemacht, anschließend praktisch verändert und danach gegen den erwarteten Sollzustand validiert.

   • Bootpartition und Konfigurationsdateien
   • Schreibzugriff und Synchronisation
   • Fehlererkennung und Read-only-Betrieb
4. Schritt 4: UBI auf Raw NAND einrichten

   Für „UBI auf Raw NAND einrichten“ wird eine feste Prüfreihenfolge verwendet. Jeder Teilschritt erhält Eingangsdaten, eine konkrete Aktion, erwartete Ausgaben und einen definierten Fehlerpfad. Dadurch entstehen belastbare Diagnose- und Integrationsschritte.

   • PEB, LEB und Overhead
   • Attach und Volume-Erzeugung
   • statische und dynamische Volumes
5. Schritt 5: UBIFS verwenden

   Der Abschnitt ordnet „UBIFS verwenden“ in den Gesamtprozess ein. Zunächst werden Voraussetzungen und Abhängigkeiten erfasst. Danach werden die Arbeitspunkte am System umgesetzt, geprüft und mit eindeutigen Abbruchkriterien dokumentiert.

   • Volumeauswahl und Mountpunkt
   • Lesen, Schreiben und Synchronisieren
   • Recovery bei beschädigten Strukturen
6. Schritt 6: Environment und State platzieren

   Ausgehend von einem definierten Ausgangszustand wird „Environment und State platzieren“ schrittweise aufgebaut. Konfiguration, Laufzeitverhalten und typische Fehlersignale werden miteinander verglichen. Der fertige Ablauf bleibt reproduzierbar und für weitere Projektphasen verwendbar.

   • persistentes Environment
   • State-Backend
   • Werksreset und Versionswechsel
7. Schritt 7: Automount und Gerätepfade standardisieren

   Im Mittelpunkt steht „Automount und Gerätepfade standardisieren“. Die zugehörigen Daten, Ressourcen und Zustandsübergänge werden sichtbar gemacht, anschließend praktisch verändert und danach gegen den erwarteten Sollzustand validiert.

   • by-name- und Partitionspfade
   • Automount-Konfiguration
   • Timeout und Ersatzpfad
8. Schritt 8: Recovery und Datenrettung durchführen

   Für „Recovery und Datenrettung durchführen“ wird eine feste Prüfreihenfolge verwendet. Jeder Teilschritt erhält Eingangsdaten, eine konkrete Aktion, erwartete Ausgaben und einen definierten Fehlerpfad. Dadurch entstehen belastbare Diagnose- und Integrationsschritte.

   • nur lesende Bestandsaufnahme
   • Neuaufbau von Partition oder UBI
   • Wiederherstellung aus freigegebenem Image

Praxisübungen

• Speicherlayout für ein A/B-System entwerfen
• Partitionen und Dateisysteme im laufenden barebox prüfen
• UBI-Volumes anlegen und UBIFS einbinden
• Environment und State auf getrennte Backends verteilen
• beschädigten Mountpfad diagnostizieren und wiederherstellen

Methodik

Der erste Tag schafft Modell, Konfiguration und einen funktionsfähigen Grundpfad. Der zweite Tag vertieft Integration, Fehlerbehandlung und Praxisfälle. Konsolenprotokolle, Konfigurationsstände und Prüflisten werden fortlaufend dokumentiert.