linux 内核启动Initramfs与initrd 及其挂载

Initramfs/initrd则是填充（仅仅是释放文件到rootfs根目录）/扩充（通过挂载其他文件系统类型到rootfs指定目录）rootfs的关键，以保证Linux系统的后续启动。
1.initrd

在早期的linux系统中，一般只有硬盘或者软盘被用来作为linux根文件系统的存储设备，因此也就很容易把这些设备的驱动程序集成到内核中。但是现在的嵌入式系统中可能将根文件系统保存到各种存储设备上，包括scsi、sata，u-disk等等。因此把这些设备的驱动代码全部编译到内核中显然就不是很方便。

为了解决这一矛盾，于是出现了基于ramdisk的initrd( bootloader initialized RAM disk )。Initrd是一个被压缩过的小型根目录，这个目录中包含了启动阶段中必须的驱动模块，可执行文件和启动脚本。当系统启动的时候，bootloader会把initrd文件读到内存中，然后把initrd文件在内存中的起始地址和大小传递给内核。内核在启动初始化过程中会解压缩initrd文件，然后将解压后的initrd挂载为根目录，然后执行根目录中的/linuxrc脚本（cpio格式的initrd为/init,而image格式的initrd<也称老式块设备的initrd或传统的文件镜像格式的initrd>为/initrc），您就可以在这个脚本中加载realfs（真实文件系统）存放设备的驱动程序以及在/dev目录下建立必要的设备节点。这样，就可以mount真正的根目录，并切换到这个根目录中来。

2.Initramfs
在linux2.5中出现了initramfs，它的作用和initrd类似，只是和内核编译成一个文件(该initramfs是经过gzip压缩后的cpio格式的数据文件)，该cpio格式的文件被链接进了内核中特殊的数据段.init.ramfs上，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
二、区别

1.内核配置

make menuconfig

支持Initramfs的内核配置：

General setup->Initial RAM filesystem and RAM disk(initramfs/initrd) support
General setup->Initramfs source file(s)
填写根文件系统的具体路径，如：…/out/target/product/tclm6/root

这时，根文件系统编入内核vmlinux\zImage\uImage。

支持initrd的内核配置（需要内核支持内存盘驱动）：

General setup->Initial RAM filesystem and RAM disk(initramfs/initrd) support
RamDisk内存盘驱动
Device Drivers->Block devices->RAM block device support
启动参数
Boot options->Default kernel command string
填写如下：mem=32M console=ttySAC0 root=/dev/ram initrd=0xc1000000,0x00600000 ramdisk_size=8192 rw

一、内核挂载文件系统的几种方式
1、initramfs : （内核+cpio包编译在一起然后一起进行内核压缩）
内核文件包含了的一个cpio归档文件，该归档文件可能被外部的一个cpio包替换由initramfs里的/init 挂真实的根文件并启动init进程/sbin/init
initramfs和cpio-initrd的区别, initramfs是将cpio rootfs编译进内核一起压缩，而 cpio-initrd中cpio rootfs是不编译入内核，是外部的

2、initrd ：分cpio-initrd和 image-initrd
cpio initrd (cpio包的gzip压缩文件)
内核将cpio initrd(由bootloader 将cpio initrd加载到内存) 释放到rootfs(/),结束内核对cpio initrd的操作
cpio initrd : bios->grub-kernel>cpio initrd(加载访问real rootfs的必备驱动等)->/init 脚本(加载real rootfs,并启动了init进程(/sbin/init))

image initrd (块设备 gzip压缩文件)
内核将image initrd 保存在rootfs(/) 下的initrd.image中，并将其读入/dev/ram0中,根据root是否等于/dev/ram0做不同的处理
root != /dev/ram0
bios->grub->kernel->image initrd(加载访问real rootfs的必备驱动) -> /linuxrc 脚本(加载real rootfs),内核卸载/dev/ram0，释放initrd内存，最后内核启动init进程(/sbin/init)
root = /dev/ram0
bios->grub->kernel->image initrd 直接将/dev/ram0作为根文件系统, 内核启动init进程/sbin/init

3、普通块设备挂载方式 root = /dev/mtdxxx
noinitrd方式，mtd,ubi etc…直接在内核中(根据root=xxx)挂根,并有内核启动init进程/sbin/init

二、initramfs文件系统挂载分析
1、制作cpio包，不做gzip压缩
2、将rootfs.cpio和内核打在一起压缩，做成initramfs方式
相关内核选项
CONFIG_BLK_DEV_INITRD:
CONFIG_INITRAMFS_SOURCE rootfs.cpio
3、uboot下环境参数，不需要特别的参数
4、分析initramfs挂载(内核+cpio包编译在一起然后一起进行内核压缩的方式)
一、boot loader 把内核(包含rootfs.cpio) 加载到内存中，并解压内核
二、建立rootfs文件系统
start_kernel
->-vfs_caches_init
—>mnt_init
---->init_rootfs
---->init_mount_tree
三、将initrd-cpio释放到rootfs中
kernel_init->kernel_init_freeable()—>do_basic_setup(); /执行驱动模块、
rootfs_initcall(populate_rootfs); init/initramfs.c /* 将initrd释放到rootfs中 */

initramfs直接解压到rootfs中
char err = unpack_to_rootfs(__initramfs_start,__initramfs_end - __initramfs_start); / initramfs, 直接将cpio包编译进内核，一起做压缩 */
__initramfs_start/__initramfs_end 在内核编译的过程中生成,定义在vmlinux.lds.S
SECTIONS
{undefined
#ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
. = ALIGN(32);
__initramfs_start = .;
usr/built-in.o(.init.ramfs)
__initramfs_end = .;
#endif
}
cat System.map | grep _initramfs
c0025b00 T __initramfs_start
c0442f00 T __initramfs_end

S3C2440内核启动时打印出来的值如下
__initramfs_end : 0xc0442f00
__initramfs_start ：0xc0025b00
0x41D400 = 4314112

-rwxrwxrwx 1 smb smb 4314112 2月 27 10:58 rootfs.cpio
三、直接执行/init
注:initramfs以及cpio-initrd都不会走kernel_init --> prepare_namespace() --> initrd_load() /* image-initrd和普通块设备会走prepare_namespace */

linux 内核启动Initramfs与initrd 及其挂载相关推荐

linux文件系统启动流程,linux 内核启动过程以及挂载android 根文件系统的过程
转载作者:汕头大学-黄珠唐时间:2009 年10 月29 日主要介绍linux 内核启动过程以及挂载android 根文件系统的过程,以及介绍android 源代码中文件系统部分的浅析. 主要源 ...
linux内核中启动页面,Linux内核启动过程分析
下面给出内核映像完整的启动过程: arch/x86/boot/header.S: --->header第一部分(以前的bootsector.S): 载入bootloader到0x7c00处,设 ...
linux内核唤醒过程,Linux内核启动过程分析
1.Linux内核启动协议阅读文档\linux-2.6.35\Documentation\x86\boot.txt 传统支持Image和zImage内核的启动装载内存布局(2.4以前的内核装载就是这 ...
linux内核启动过程5：启动用户空间
上一篇<<linux内核启动过程4:内核运行时>>分析到了内核进入运行时状态(不退出),本篇分析用户空间(用户层)的加载过程. 启动应用空间进入kernel_init函数,在 ...
T2080RDB-PC uboot 引导 Linux 内核启动
T2080RDB-PC uboot 引导Linux 内核启动 3162412793@qq.com 技术交流QQ群:691976956 U-Boot 2016.012.0+ga9b437f (May 1 ...
Linux内核启动流程（待完善）
文章目录一.Linux内核自解压过程二.Linux内核启动第二阶段stage1 2.1.linux系统启动入口函数(stext) 2.2.内核初始化阶段(start_kernel) 2.3.2 r ...
Linux内核启动及文件系统加载过程
当u-boot开始执行bootcmd命令,就进入linux内核启动阶段与 u-boot 类似,普通 Linux 内核的启动过程也可以分为两个阶段,但针对压缩了的内核如 uImage 就要包括内核自解 ...
Android研究-linux内核启动到android系统
很多人阅读代码,总喜欢从头开始,这样觉得很安全,有依靠,无论如何总是能知道"头",有头就能找到任何需要的部分. Android生在linux内核基础上,linux内核启动的最后一步 ...
Linux内核启动过程概述
Hi!大家好,我是CrazyCatJack.今天给大家带来的是Linux内核启动过程概述.希望能够帮助大家更好的理解Linux内核的启动,并且创造出自己的内核^_^ Linux的启动代码真的挺大,从汇 ...

linux 内核启动Initramfs与initrd 及其挂载

linux 内核启动Initramfs与initrd 及其挂载相关推荐

最新文章

热门文章