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分类: LINUX

2018-04-03 20:56:28

initramfs概述
initramfs与initrd类似,也是初始化好了且存在于ram中的,可以压缩也可以不压缩。但是目前initramfs只支持cpio包格式,它会被populate_rootfs->unpack_to_rootfs(&__initramfs_start, &__initramfs_end - &__initramfs_start, 0)函数(解压缩、)解析、安装。

initramfs与initrd区别
(1) Linux内核只认cpio格式的initramfs文件包(因为unpack_to_rootfs只能解析cpio格式文件),非cpio格式的 initramfs文件包将被系统抛弃,而initrd可以是cpio包也可以是传统的镜像(image)文件,实际使用中initrd都是传统镜像文件。

(2) initramfs在编译内核的同时被编译并与内核连接成一个文件,它被链接到地址__initramfs_start处,与内核同时被 bootloader加载到ram中,而initrd是另外单独编译生成的,是一个独立的文件,它由bootloader单独加载到ram中内核空间外的地址,比如加载的地址为addr(是物理地址而非虚拟地址),大小为8MB,那么只要在命令行加入"initrd=addr,8M"命令,系统就可以找到 initrd(当然通过适当修改Linux的目录结构,makefile文件和相关代码,以上两种情况都是可以相通的)。

(3) initramfs被解析处理后原始的cpio包(压缩或非压缩)所占的空间(&__initramfs_start - &__initramfs_end)是作为系统的一部分直接保留在系统中,不会被释放掉,而对于initrd镜像文件,如果没有在命令行中设置"keepinitd"命令,那么initrd镜像文件被处理后其原始文件所占的空间(initrd_end - initrd_start)将被释放掉。

(4) initramfs可以独立ram disk单独存在,而要支持initrd必须要先支持ram disk,即要配置CONFIG_BLK_DEV_INITRD选项 -- 支持initrd,必须先要配置CONFIG_BLK_DEV_RAM -- 支持ram disk ,因为initrd image实际就是初始化好了的ramdisk镜像文件,最后都要解析、写入到ram disk设备/dev/ram或/dev/ram0中。
注: 使用initramfs,命令行参数将不需要"initrd="和"root="命令? YES



initramfs利弊:
------------------------------------------------------
由于initramfs使用cpio包格式,所以很容易将一个单一的文件、目录、node编译链接到系统中去,这样很简单的系统中使用起来很方便,不需要另外挂接文件系统。
但是因为cpio包实际是文件、目录、节点的描述语言包,为了描述一个文件、目录、节点,要增加很多额外的描述文字开销,特别是对于目录和节点,本身很小额外添加的描述文字却很多,这样使得cpio包比相应的image文件大很多。




使用initramfs的内核配置(使用initramfs做根文件系统):
------------------------------------------------------
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

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(init文件是软连接,指向什么? init -> bin/busybox,否则内核启动将会失败)

链接入内核的initramfs文件在
linux-2.6.24/usr/initramfs_data.cpio.gz


使用initrd的内核配置(使用网口将根文件系统下载到RAM --
tftp addr ramdisk.gz):
------------------------------------------------------
1. 配置initrd
General setup  --->
[*] Initial RAM filesystem and RAM disk (initramfs/initrd) support
() Initramfs source file(s)   //清空根文件系统的目录配置

2. 配置ramdisk
Device Drivers  --->  
Block devices  --->
<*> RAM disk support
(16)  Default number of RAM disks   // 内核在/dev/目录下生成16个ram设备节点
(4096) Default RAM disk size (kbytes)
(1024) Default RAM disk block size (bytes)

使用 initrd的内 核启动参数:
initrd=addr,0x400000 root=/dev/ram rw
注:
(1) addr是根文件系统的下载地址;
(2) 0x400000是根文件系统的大小,该大小需要和内核配置的ramdisk size 4096 kbytes相一致;
(3) /dev/ram是ramdisk的设备节点,rw表示根文件系统可读、可写;



根文件系统存放在FLASH分区:
------------------------------------------------------
1. 内核启动参数不需要"initrd="(也可以写成"noinitrd");
root=/dev/mtdblock2 (/dev/mtdblock2 -- 根文件系统所烧写的FLASH分区)

2. 内核配置不需要ram disk;也不需要配置
initramfs或者initrd
[ ] Initial RAM filesystem and RAM disk (initramfs/initrd) support

注: boot的FLASH分区要和kernel的FLASH分区匹配(而非一致),需要进一步解释。






---------------------------------------------Linux2.6 内核对 Initrd 的处理流程

linux2.6 内核支持两种格式的 initrd,一种是前面第 3 部分介绍的 linux2.4 内核那种传统格式的文件系统镜像-image-initrd,它的制作方法同 Linux2.4 内核的 initrd 一样,其核心文件就是 /linuxrc。另外一种格式的 initrd cpio 格式的,这种格式的 initrd linux2.5 起开始引入,使用 cpio 工具生成,其核心文件不再是 /linuxrc,而是 /init,本文将这种 initrd 称为 cpio-initrd。尽管 linux2.6 内核对 cpio-initrd image-initrd 这两种格式的 initrd 均支持,但对其处理流程有着显著的区别,下面分别介绍 linux2.6 内核对这两种 initrd 的处理流程。

一、cpio-initrd的处理流程:
1
boot loader 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 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。

二、传统image-initrd的处理流程:
1
boot loader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,常规根文件系统被挂载

9 如果常规根文件系统存在/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 在常规根文件系统上进行正常启动过程 ,执行/sbin/init

通过上面的流程介绍可知,Linux2.6内核对image-initrd的处理流程同linux2.4内核相比并没有显著的变化, cpio-initrd的处理流程相比于image-initrd的处理流程却有很大的区别,流程非常简单,在后面的源代码分析中,读者更能体会到处理的简捷。


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