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分类: LINUX

2020-05-11 18:00:52

Linux kernel在自身初始化完成之后,需要能够找到并运行第一个用户程序(这个程序通常叫做“init”程序)。用户程序存在于文件系统之中,因此,内核必须找到并挂载一个文件系统才可以成功完成系统的引导过程。

在grub中提供了一个选项“root=”用来指定第一个文件系统,但随着硬件的发展,很多情况下这个文件系统也许是存放在USB设备,SCSI设备等等多种多样的设备之上,如果需要正确引导,USB或者SCSI驱动模块首先需要运行起来,可是不巧的是,这些驱动程序也是存放在文件系统里,因此会形成一个悖论。

为解决此问题,Linux kernel提出了一个RAM disk的解决方案,把一些启动所必须的用户程序和驱动模块放在RAM disk中,这个RAM disk看上去和普通的disk一样,有文件系统,有cache,内核启动时,首先把RAM disk挂载起来,等到init程序和一些必要模块运行起来之后,再切到真正的文件系统之中。

上面提到的RAM disk的方案实际上就是initrd。 如果仔细考虑一下,initrd虽然解决了问题但并不完美。 比如,disk有cache机制,对于RAM disk来说,这个cache机制就显得很多余且浪费空间;disk需要文件系统,那文件系统(如ext2等)必须被编译进kernel而不能作为模块来使用。

Linux 2.6 kernel提出了一种新的实现机制,即initramfs。顾名思义,initramfs只是一种RAM filesystem而不是disk。initramfs实际是一个cpio归档,启动所需的用户程序和驱动模块被归档成一个文件。因此,不需要cache,也不需要文件系统。


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(5)ramdisk是启动时加载的,initramfs是编译到内核中的。
    (6)使用initramfs的内核启动参数不需要"initrd="和"root="参数,但是必须在initramfs中创建/init文件或者修改内核启动最后代码,否则系统启动将会失败。(initramfs文件系统启动时会在根文件系统中执行第一个init程序,它对uboot传过来的参数init=/linuxrc不予理睬,所以需要在制作的根文件系统里的根目录加入init程序,否则无法启动。init程序和linuxrc程序一样都是符号链接文件,它们都是指向/bin/busybox程序)
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二、Initramfs文件系统的制作
    (1)按照我的另一篇文章《ramdisk文件系统的介绍与制作》中的步骤,制作好根文件系统目录。
    (2)对内核进行配置,指定制作好根文件系统的路径。
        General setup  --->
        [*] Initial RAM filesystem and RAM disk (initramfs/initrd) support
        (/rootfs_dir) Initramfs source file(s)   //输入根文件系统的所在目录
    (3)编译内核。编译完成后,initramfs就生成一个cpio包附在内核中了。
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版权声明:本文为CSDN博主「o倚楼听风雨o」的原创文章,遵循CC 4.0 BY-SA版权协议,转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接:https://blog.csdn.net/silent123go/java/article/details/52643150
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在2.6kernel启动时,它把rootfs作为它的第一个文件系统挂载(注意:这里的rootfs是真名!!!不是root filesystem的缩写)。rootfs是一个特殊的tmpfs,这个不能被删除或者是unmounted。很多使用2.6内核的系统通常都是挂载rootfs后什么都不做,然后启动另一个文件系统作为root filesystem。但是,这个不能掩盖rootfs存在的事实,你可以“cat /proc/mounts” 来查看,第一个挂载的肯定是rootfs。

rootfs被挂载后,kernel立马就解压了那个用gzip压缩的CPIO归档文件到rootfs。每个2.6的内核都会执行这一步,但是默认那个压缩档是空的,所以也就没有往rootfs内添加任何东西。接着kernel会尝试在rootfs去找寻/init,一旦找到init并执行,kernel也就完成了启动工作,然后便是刚刚执行的init程序接管了接下来的工作。如果kernel没法调用"/init"程序,可能就会回过头去,按照便准的做法去解析参数“root=”,试图找到另一个filesystem然后挂载它。

这里的使用initramfs是指,提供一个/init程序给rootfs使用,我们可以通过两种途径实现:使用编译进内核的cpio.gz档案,或者是一个独立的cpio.gz档案。以前的initrd就是编译一个独立的档案,很多使用initramfs的方式也是给它提供一个独立的档案。


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步骤2.制作initramfs根文件系统

制作最小系统根文件系统的步骤和以前制作ramdisk根文件系统的步骤基本一致,这里只说明最后一步有何不同。

另外就是我们制作ramdisk根文件系统镜像的时候使用的是genext2fs工具,在此我们制作initramfs根文件系统镜像时,并不需要额外的步骤,而是在你编译Linux内核的时候就自动生成了。自动生成的initramfs根文件系统镜像在Linux源码树的usr目录下。名字叫initramfs_data.cpio.gz,它是gz格式的压缩文件

这样就有一个问题,在编译可以使用initramfs启动的内核的时候,它的配置选项有一个相关项,就是要在(/root/rootfs) Initramfs source file(s)中填写你要制作成initramfs格式的根文件系统目录。这样就要求我们在编译内核的时候,首先先把根文件系统做好。值得注意的是我们按照这个方法制作出来的内核镜像实际上比原来的大了许多,这是因为我们在做这一步的时候,实际上是将initramfs根文件系统直接合并到内核镜像里边了。这样,合二为一的镜像就不再需要单独烧写根文件系统镜像了,相应的,启动内核时的参数就不需要添加initrd=……来指定initramfs的位置了。




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