ramfs的挂载

# find miniroot/ | cpio -c -o > initrd.img
# gzip initrd.img

这 样得到的initrd.img大小是可变的，它取决于您的小型根目录miniroot/的总大小，由于首选使用cpio把根目录进行打包，因此这个 initramfs又被称为cpio initrd. 在系统启动阶段，bootload除了从磁盘上机制内核镜像bzImage之外，还要加载initrd.img.gz，然后把initrd.img.gz 的起始地址传递给内核。能不能把这两个文件合二为一呢？答案是肯定的.
在Linux 2.6的内核中，可以把initrd.img.gz链接到内核文件(ELF格式)的一个特殊的数据段中，这个段的名字为.init.ramfs。其中全局 变量__initramfs_start和__initramfs_end分别指向这个数据段的起始地址和结束地址。内核启动时会 对.init.ramfs段中的数据进行解压，然后使用它作为临时的根文件系统。别看这个过程复杂，您只需要在make menuconfig中配置以下选项就可以了：

General setup  --->
    [*] Initial RAM filesystem and RAM disk (initramfs/initrd) support
    (../miniroot/)    Initramfs source file(s)

 

cpio ramfs 在启动中的处理过程：

 
cpio ramfs采用rootfs作为其载体， rootfs也是一种基于内存的文件系统格式。

首选在内核启动过程，会初始化rootfs文件系统，rootfs和tmpfs都是内存中的文件系统，其类型为ramfs. 然后会把这个rootf挂载到根目录。 其代码如下：

[start_kernel() -> vfs_caches_init() -> mnt_init()]

void __init mnt_init(void) {
        ......
        init_rootfs();
        init_mount_tree();
}

init_rootfs()注册rootfs文件系统，代码如下：

static struct file_system_type rootfs_fs_type = {
        .name           = "rootfs",
        .get_sb         = rootfs_get_sb,
        .kill_sb        = kill_litter_super,
};

int __init init_rootfs(void)
{
        err = register_filesystem(&rootfs_fs_type);
        ......
        return err;
}

init_mount_tree会把rootfs挂载到/目录，代码如下：

static void __init init_mount_tree(void)
{
        struct vfsmount *mnt;
        struct mnt_namespace *ns;

        mnt = do_kern_mount("rootfs", 0, "rootfs", NULL);
        ......
        set_fs_pwd(current->fs, ns->root, ns->root->mnt_root);
        set_fs_root(current->fs, ns->root, ns->root->mnt_root);
}

do_kern_mount()会调用前面注册的rootfs文件系统对象的rootfs_get_sb()函数，

[rootfs_get_sb() -> ramfs_fill_super() -> d_alloc_root()]

struct dentry * d_alloc_root(struct inode * root_inode)
{
        struct dentry *res = NULL;

        if (root_inode) {
                static const struct qstr name = { .name = "/", .len = 1 };

                res = d_alloc(NULL, &name);
                if (res) {
                        res->d_sb = root_inode->i_sb;
                        res->d_parent = res;
                        d_instantiate(res, root_inode);
                }
        }
        return res;
}

从上面的代码中的可以看出，这个rootfs的dentry对象的名字为"/"，也就是根目录了。

然后：
populate_rootfs->unpack_to_rootfs->write_buffer填充上面的rootfs目录

[kernel_init() -> populate_rootfs()]

static int __init populate_rootfs(void)
{
        /* 如果__initramfs_end - __initramfs_start不为0，就说明这是和内核文件集成在一起的cpio的intrd。*/
        char *err = unpack_to_rootfs(__initramfs_start,
                         __initramfs_end - __initramfs_start, 0);
        if (err)
                panic(err);
#ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
        /* 如果initrd_start不为0，说明这是由bootloader加载的initrd， 
         * 那么需要进一步判断是cpio格式的initrd，还是老式块设备的initrd。
         */     
        if (initrd_start) {
#ifdef CONFIG_BLK_DEV_RAM
                int fd;
                /* 首先判断是不是cpio格式的initrd，也就是这里说的initramfs。*/
                printk(KERN_INFO "checking if image is initramfs...");

                /* 这里unpack_to_rootfs()的最后一个参数为1，表示check only，不会执行解压缩。*/
                err = unpack_to_rootfs((char *)initrd_start,
                        initrd_end - initrd_start, 1);
                if (!err) {
                        /* 如果是cpio格式的initrd，把它解压到前面挂载的根文件系统上，然后释放initrd占用的内存。*/
                        printk(" it is\n");
                        unpack_to_rootfs((char *)initrd_start,
                                initrd_end - initrd_start, 0);
                        free_initrd();
                        return 0;
                }
                
                /* 如果执行到这里，说明这是旧的块设备格式的initrd。
                 * 那么首先在前面挂载的根目录上创建一个initrd.image文件，
                 * 再把initrd_start到initrd_end的内容写入到/initrd.image中，
                 * 最后释放initrd占用的内存空间(它的副本已经保存到/initrd.image中了。)。
                 */

                printk("it isn't (%s); looks like an initrd\n", err);
                fd = sys_open("/initrd.image", O_WRONLY|O_CREAT, 0700);
                if (fd >= 0) {
                        sys_write(fd, (char *)initrd_start,
                                        initrd_end - initrd_start);
                        sys_close(fd);
                        free_initrd();
                }

        ......
        return 0;
}
rootfs_initcall(populate_rootfs);

参考：