linux的initrd机制和initramfs机制之initrd

以2.6以后的内核讨论

一、概念
什么是initrd？
initrd的解释是initialized RAM disk，就是启动的时候由uboot来初始化内存，当做disk来使用。在uboot启动的时候，
uboot会将存储介质中（如Flash）的initrd文件加载到内存，内核启动时会在访问挂载的根文件系统前先访问该内存中的
initrd文件系统。在uboot配置了initrd的情况下，文件系统启动被分成两个阶段，第一阶段先执行initrd文件系统中
的"某个可执行文件"（linuxrc或init，下面会讲到具体会执行哪一个），完成加载驱动模块等任务。第二阶段是挂载
真正的根文件系统中，然后执行/sbin/init进程。

二、处理流程
linux内核支持两种格式的文件系统镜像：传统格式的文件系统镜像image-initrd和cpio-initrd格式的镜像。
下面分别说明：

cpio-initrd的处理流程：（执行流程可以对照下面博文的代码分析：linux的initrd机制和initramfs机制之根文件挂载流程：代码分析）
1．uboot把内核以及initrd文件加载到内存的特定位置。
2．内核判断initrd的文件格式，如果是cpio格式。
3．将initrd的内容释放到rootfs中。
4．执行initrd中的/init文件，执行到这一点，内核的工作全部结束，完全交给/init文件处理。
可见对于cpio-initrd格式的镜像，它执行的是init文件

image-initrd的处理流程
1．uboot把内核以及initrd文件加载到内存的特定位置。
2．内核判断initrd的文件格式，如果不是cpio格式，将其作为image-initrd处理。
3．内核将initrd的内容保存在rootfs下的/initrd.image文件中。
4．内核将/initrd.image的内容读入/dev/ram0设备中，也就是读入了一个内存盘中。
5．接着内核以可读写的方式把/dev/ram0设备挂载为原始的根文件系统。
6．如果/dev/ram0被指定为真正的根文件系统，那么内核跳至最后一步正常启动。
7．执行initrd上的/linuxrc文件，linuxrc通常是一个脚本文件，负责加载内核访问根文件系统必须的驱动，以及加载根文件系统。
8．/linuxrc执行完毕，实际根文件系统被挂载，执行权转交给内核。
9．如果实际根文件系统存在/initrd目录，那么/dev/ram0将从/移动到/initrd。否则如果/initrd目录不存在，/dev/ram0将被卸载。
10．在实际根文件系统上进行正常启动过程，执行/sbin/init。
对于image-initrd格式的镜像，它执行的是linuxrc文件

三、两种格式镜像比较
1. cpio-initrd的制作方法比image-initrd简单。
2. cpio-initrd的内核处理流程相比image-initrd更简单，因为：
a. 根据上面的流程对比可知，cpio-initrd格式的镜像是释放到rootfs中的，不需要额外的文件系统支持，
   而image-initrd格式的镜像先是被挂载成虚拟文件系统，而后被卸载，基于具体的文件系统
b. image-initrd内核在执行完/linuxrc进程后，还要返回执行内核进行一些收尾工作，
   并且要负责执行真正的根文件系统的/sbin/init。
   
处理流程对比如下图所示：（来自网络）


由对比可以看出cpio-initrd格式的镜像更具优势，这也是它逐渐代替image-initrd格式镜像的原因

四、initrd镜像的制作

cpio-initrd格式镜像制作：
进入到要制作的文件系统的根目录；
bash# find . | cpio -c -o > ../initrd.img
bash# gzip ../initrd.img

image-initrd格式镜像制作：
进入到要制作的文件系统的根目录；
bash# dd if=/dev/zero of=../initrd.img bs=512k count=5
bash# mkfs.ext2 -F -m0 ../initrd.img
bash# mount -t ext2 -o loop ../initrd.img /mnt
bash# cp -r * /mnt
bash# umount /mnt
bash# gzip -9 ../initrd.img

对于image-initrd格式镜像的制作，往往采用制作工具，如genext2fs

五、image-initrd格式镜像实例解读
参见下一篇博文