分类: LINUX
2012-05-10 17:21:14
initrd提供了在boot loader下加载ram disk的方法。该ram disk可以被作为根文件系统挂载进来,里面的程序也可以运行。然后,新的根文件系统可以从其他设备挂载。之前的根(来自initrd)可以被转移到一个目录然后被卸载。 initrd主要设计用来使系统启动于两个条件,一个是内核来自于非常小的驱动器,一个是额外的模块需要从initrd中加载。 本文给出initrd的概要描述,更具体的可以参考[1]。 操作 ------- 当使用initrd,典型的系统启动顺序如下: 1. boot loader加载内核并初始化ram disk 2. 内核把initrd转化成正常的ram disk并释放initrd使用的内存 3. initrd作为root被挂载,赋予读写权限。 4. /linuxrc被执行(这可以是任何可执行文件,如脚本,运行在uid 0,可以做任何初始化)。 5. linuxrc挂载真正的根文件系统 6. linuxrc使用pivot_root系统调用把根文件系统放在根目录。 7. 正常的启动序列(/sbin/init)在根文件系统上执行。 8. initrd文件系统被移去。 注意,改变根目录不牵扯卸载他。 挂载在initrd的文件系统仍然可以被访问。 启动命令选项 ------------------------ initrd添加了如下新的选项: initrd= (e.g. LOADLIN) 加载特定的文件作为初始的ram disk。当使用lilo,你应该在/etc/lilo.conf中指定 ram disk镜像文件位置,使用INITRD变量。 noinitrd initrd数据被保留却不转化成ram disk,正常的根文件系统被加载。initrd的数据可以 从/dev/initrd中读取。注意,在initrd中的数据可以是任意结构的,不一定要是文件系统镜像。该选项多用于调试。 注意:/dev/initrd是只读的,而且只能被使用一次。只要最后一个进程关闭它,所有的数据将会释放掉,而/dev/initrd将不再被打开。 root=/dev/ram0 (without devfs) root=/dev/rd/0 (with devfs) initrd作为根文件系统被挂载,随后正常的启动顺序中,ram disk仍然作为root。 安装 ------------ 首先,用于initrd文件系统的目录在根文件系统上被创建: #mkdir /initrd 名字不是很重要。更多的可以参考pivot_root(2)的man。 在启动过程中,如果根文件系统被创建(如果你有软盘启动),那么根文件系统应该创建/initrd目录。 如果initrd没有被挂载,他里面的内容仍然可以被访问,通过以下的方法(注意,这在使用devfs时不可用): # mknod /dev/initrd b 1 250 # chmod 400 /dev/initrd 第二步,内核编译的时候必须支持ram disk并启动ram disk使能。所有从initrd中执行的程序必须被编译到内核中。 第三步,你必须创建ram disk镜像。这可以通过在块设备上创建文件系统实现,把所需的文件拷贝,然后把文件拷贝到initrd文件。根据最新的内核,至少三种设备可以用: l 软盘(慢,却随处可用) l ram disk(快,需要物理内存) l loopback device(最高档) 我将介绍loopback device方法: 保证loopback device被内核支持 创建一个空的文件系统,拥有合适的大小: # dd if=/dev/zero of=initrd bs=300k count=1 # mke2fs -F -m0 initrd 如果空间不多,你可以用minix fs而不是ext2 挂载文件系统 # mount -t ext2 -o loop initrd /mnt 创建控制台设备(如果用devfs,就没必要) # mkdir /mnt/dev # mknod /mnt/dev/console c 5 1 拷贝initrd环境需要的所有文件。不要忘掉最重要的文件/linuxrc. 注意,/linuxrc必须有执行权限。 正确的initrd环境可以不用重启就可以通过命令行测试: # chroot /mnt /linuxrc 卸载文件系统 # umount /mnt 现在initrd被保存在initrd文件中。还可以压缩他。 # gzip -9 initrd 为了试验initrd,你可以创建一个急救盘,只需创建/linuxrc到/bin/sh的符号链接。 你还可以试着把initrd更小。 最后,你要启动内核并加载initrd.几乎所有的boot loader都支持initrd. 虽然启动进程兼容老的机制,下面的启动命令行还是得给出: root=/dev/ram0 init=/linuxrc rw如果不使用devfs.或者 root=/dev/rd/0 init=/linuxrc rw 如果使用devfs. 使用 LOADLIN,只要执行 LOADLIN initrd= e.g. LOADLIN C:\LINUX\BZIMAGE initrd=C:\LINUX\INITRD.GZ root=/dev/ram0 init=/linuxrc rw 使用LILO,你添加选项INITRD=到/etc/lilo.conf中,使用APPEDN命令即可。 image = /bzImage initrd = /boot/initrd.gz append = "root=/dev/ram0 init=/linuxrc rw" 然后运行 /sbin/lilo 对于其他的启动程序,请参考相应的文档。 现在你可以启动并享受使用initrd的乐趣了 如何改变根设备 ------------------ 当完成他的任务,linuxrc改变根设备并启动真正的根设备。 整个过程包括如下几步: 1. 挂载新的根文件系统 2. 把他变成根文件系统 3. 删除所有对旧(Initrd)文件系统的访问 4. 卸载initrd文件系统,重定位ram disk 挂载新的根文件系统很容易:只需把他挂载到当前根下。例如: # mkdir /new-root # mount -o ro /dev/hda1 /new-root 根的转变伴随着pivot_root系统调用。pivot_root把当前的根转移到新根下的一个目录,并把新的根放到原来的地方。老根的目录必须在调用pivot_root前退出。例如: # cd /new-root # mkdir initrd # pivot_root . initrd 现在,linuxrc进程可以仍然访问老的根。所有的这些引用可以通过如下命令释放: # exec chroot . what-follows dev/console 2>&1 然后执行的就是新根下的,例如/sbin/init. 如果新的根文件系统使用devfs,而/dev目录还不可用,devfs必须被挂载进来, 在使用chroot之前,只有这样才有/dev/console设备。 注意:privot_root执行的情况可能有所不同。为了保证兼容性,注意以下几点:调用pivot_root之前,调用进程的当前目录应指向新的根 文件目录使用.作为第一个参数,老根的相对路径作为第二个参数。chroot程序必须在就老的和新的根下都可以使用。最后改变根到新的根下。在执行命令中 使用dev/console的相对路径。 注意,initrd可以被卸载,而ram disk使用的内存可以被释放: # umount /initrd # blockdev --flushbufs /dev/ram0 # /dev/rd/0 if using devfs initrd还可以使用NFS-mounted根,参考man pivot_root(8)。 注意:如果linuxrc或者其他程序从终端执行,老的改变根机制必须调用。 使用限制 ----------- 引入initrd的主要动机是为了在系统安装中可以模块化配置内核。过程运行如下: 1. 一个小内核的系统从软盘或其他介质上启动(支持ram disk,initrd,a.out, ext2fs),并加载initrd。 2. /linuxrc决定如何挂载真正的根文件系统(设备类型,设备驱动,文件系统),并分布媒体(CDROM,network,tape)。这些可以询问用户或者自动探测,或是混合使用。 3. /linuxrc加载必须的内核模块 4. /linuxrc创建并组装根文件系统(还不一定能用)。 5. /linuxrc调用pivot_root改变根文件系统,执行(chroot)安装程序. 6. boot loader 安装完毕 boot loader配置用于加载initrd,initrd中包含系统启动的必须模块。 现在系统可以启动的,额外的安装任务被执行。 initrd的主要任务是在正常的系统操作中复用配置数据,而不需重新编译链接内核。 第二个限制是在linux运行在不同的硬件配置上的安装问题。这种情况下,只需产生一个小内核,分别配置。initrd中必须含有所有需要的模块。然后,/linuxrc或其他一个文件可能有所不同。 第三个限制更方便恢复磁盘,因为象根文件系统分区的信息在系统启动的时候要用,而在启动时刻是得不到的。 最后,CDROM发布使他更方便安装。 荒废的根改变机制 ---------------- 下面的机制在pivot_root之前被使用。当前的内核仍然支持他,但是你不要依赖他。 他在linuxrc存在的情况下,把真正的根设备作为根文件系统。initrd文件系统然后被 卸载,或者把他移动到/initrd目录,如果这个目录存在于新的根文件系统。 为了使用这种机制,你不必设定启动参数root,init,rw(如果设定了,这将影响到真正的 根文件系统)。 |