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Linux2.6 内核的 Initrd 机制解析

    1.什么是 Initrd

    initrd 的英文含义是 boot loader initialized RAM disk,就是由 boot loader 初始化的内存盘。在 linux内核启动前, boot loader 会将存储介质中的 initrd 文件加载到内存,内核启动时会在访问真正的根文件系统前先访问该内存中的 initrd 文件系统。在 boot loader 配置了 initrd 的情况下,内核启动被分成了两个阶段,第一阶段先执行 initrd 文件系统中的"某个文件",完成加载驱动模块等任务,第二阶段才会执行真正的根文件系统中的 /sbin/init 进程。这里提到的"某个文件",Linux2.6 内核会同以前版本内核的不同,所以这里暂时使用了"某个文件"这个称呼,后面会详细讲到。第一阶段启动的目的是为第二阶段的启动扫清一切障爱,最主要的是加载根文件系统存储介质的驱动模块。我们知道根文件系统可以存储在包括IDE、SCSI、USB在内的多种介质上,如果将这些设备的驱动都编译进内核,可以想象内核会多么庞大、臃肿。

    Initrd 的用途主要有以下四种:

    1. linux 发行版的必备部件

    linux 发行版必须适应各种不同的硬件架构,将所有的驱动编译进内核是不现实的,initrd 技术是解决该问题的关键技术。Linux 发行版在内核中只编译了基本的硬件驱动,在安装过程中通过检测系统硬件,生成包含安装系统硬件驱动的 initrd,无非是一种即可行又灵活的解决方案。

    2. livecd 的必备部件

    同 linux 发行版相比,livecd 可能会面对更加复杂的硬件环境,所以也必须使用 initrd.

    3. 制作 Linux usb 启动盘必须使用 initrd

    usb 设备是启动比较慢的设备,从驱动加载到设备真正可用大概需要几秒钟时间。如果将 usb 驱动编译进内核,内核通常不能成功访问 usb 设备中的文件系统。因为在内核访问 usb 设备时, usb 设备通常没有初始化完毕。所以常规的做法是,在 initrd 中加载 usb 驱动,然后休眠几秒中,等待 usb设备初始化完毕后再挂载 usb 设备中的文件系统。

    4. 在 linuxrc 脚本中可以很方便地启用个性化 bootsplash.

    2.Linux2.4内核对 Initrd 的处理流程

    为了使读者清晰的了解Linux2.6内核initrd机制的变化,在重点介绍Linux2.6内核initrd之前,先对linux2.4内核的initrd进行一个简单的介绍。Linux2.4内核的initrd的格式是文件系统镜像文件,本文将其称为image-initrd,以区别后面介绍的linux2.6内核的cpio格式的initrd. linux2.4内核对initrd的处理流程如下:

    1. boot loader把内核以及/dev/initrd的内容加载到内存,/dev/initrd是由boot loader初始化的设备,存储着initrd.

    2. 在内核初始化过程中,内核把 /dev/initrd 设备的内容解压缩并拷贝到 /dev/ram0 设备上。

    3. 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。

    4. 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。

    5. 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。

    6. /linuxrc 执行完毕,真正的根文件系统被挂载。

    7. 如果真正的根文件系统存在 /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。

    8. 在真正的根文件系统上进行正常启动过程 ,执行 /sbin/init. linux2.4 内核的 initrd 的执行是作为内核启动的一个中间阶段,也就是说 initrd 的 /linuxrc 执行以后,内核会继续执行初始化代码,我们后面会看到这是 linux2.4 内核同 2.6 内核的 initrd 处理流程的一个显著区别。

   

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