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[经验分享] linux的initrd机制和initramfs机制之initrd

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发表于 2015-12-10 09:50:47 | 显示全部楼层 |阅读模式
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)
DSC0000.jpg


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


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