Linux系统Initramfs机制
创始人
2024-04-23 14:00:22
0

概述

现代Linux系统都使用到了一种功能比较特殊的微型系统,作为Linux内核初始化完成但未进入最终系统时的过渡系统,主要的目的是为了将最终系统载入到根文件系统上,辅助内核启动最终系统,可以称之为“辅助系统”。

辅助系统的作用

通常,主流的Linux发行版都会把内核中一些非必要且可以编译成模块的核心功能,如SATA、SCSI等设备的驱动程序,以内核模块的方式来提供。考虑这样一个场景,如果Linux系统是安装在如SATA磁盘上,那么就需要加载SATA磁盘的驱动程序来挂载磁盘上的根文件系统,但SATA的驱动程序又是放在磁盘的文件系统上,因此通过把SATA的驱动程序放到辅助系统中,就可以灵活解决这个问题。

辅助系统实现

辅助系统存放方式目前有两种:

  • Initrd:Initial RAM Disk,使用传统的内存磁盘方式存放辅助系统,现在基本已经不使用这种方式了,但很多Linux发行版在/boot目录也还在继续使用Initrd这个名字;
  • Initramfs:Initial RAM Filesystem,使用比较现代的内存文件系统方式存放辅助系统,也是当下主流的使用方式。

Initrd

Initrd采用RAM Disk来存储辅助系统,RAM Disk模拟块设备操作,Linux内核启动过程将辅助系统的镜像文件还原到RAM Disk设备上,在RAM Disk设备上使用辅助系统必须采用文件系统,必须将镜像文件格式化Linux内核支持的文件系统,在该文件系统中存放辅助系统。
将镜像文件还原到RAM Disk设备上时需要注意RAM Disk设备的大小,镜像文件还原后的文件系统占用空间必须小于等于RAM Disk设备的空间,否则会出现还原错误。
启动器将该镜像文件从磁盘上读取并存放到内存某个特定位置上,再由Linux内核在启动过程中从内存特定位置中将镜像文件还原到RAM Disk上,默认还原的RAM Disk设备文件名为/dev/ram0,然后按照Initrd的方式启动辅助系统。
Linux内核将Initrd中的辅助系统视为过渡系统,在辅助系统执行完成后,Linux内核重新获得控制权,继续执行根文件系统中的“最终系统”。

Initramfs

Initramfs采用内存文件系统存储“辅助系统”。与Initrd方式不同,Initramfs中的系统在Linux内核中被视为“最终系统”,定义为“辅助系统”是从制作该系统目的而言的,Linux内核将辅助系统文件还原到根文件系统,内核执行该系统后就不再接管执行控制权了,执行的控制都由该系统完成。

Linux系统启动流程

Linux启动时都需要进行必要的软硬件初始化过程,然后检查是否有辅助系统被载入:

  • 未载入辅助系统:内核根据启动器传给内核的root参数进行设备检测,找到设备后内核会尝试使用当前支持的文件系统将该设备挂载到根文件系统上,如果挂载成功,内核将运行该系统中的/sbin/init命令,完成内核的启动过程。
  • 载入辅助系统:若启动器按照规则加载了辅助系统文件到内存中,Linux内核会根据文件格式来进行不同的启动流程。
    在这里插入图片描述

采用“Initrd”时Linux内核的启动过程

辅助系统文件采用“Initrd”时,内核将root参数指定设备对应的编号保存在内核的内部变量“real-root-dev”中,如果内核未能探测到root指定的设备,“real-root-dev”中将保存为“0”。
内核将“Initrd”文件还原到/dev/ram0设备上,运行其中根目录下的linuxrc文件,等待该文件的执行结束,linuxrc文件执行结束后推出并返回到内核继续执行。内核再次获得执行权后将检查“real-root-dev”中的取值,根据取值作不同处理:

  • real-root-dev为“0”,将提示无法挂载“0:0”设备而出错,无法继续启动;
  • real-root-dev的值与“/dev/ram0”的设备号相同时,内核认为“最终系统”已经准备就绪不再处理,直接运行当前根文件系统中/sbin/init命令;
  • real-root-dev的值不是“/dev/ram0”的设备号时,内核会认为需要挂载设备到根文件系统,按照“real-root-dev”对应的设备号挂载设备到根文件系统,并运行根文件系统中/sbin/init命令,如果内核无法挂载该设备将提示错误并启动失败。

采用“Initramfs”时Linux内核的启动过程

内核探测“Initramfs”后将会把文件解压还原到根文件系统中,形成一个微型系统,并认为该系统就是“最终系统”而直接运行其中的/sbin/init命令,内核完成启动过程。

相关参考

  • 《鸟哥的Linux私房菜》
  • 《手把手教你构建Linux系统》
  • 《Linux from strach》

相关内容

热门资讯

安卓4.4系统tv软件,探索安... 亲爱的读者们,你是否曾为家里的电视屏幕增添一些智能的魔力而烦恼?别担心,今天我要给你带来一个超级实用...
安卓系统的研究人物,安卓系统发... 你知道吗?在科技飞速发展的今天,安卓系统可是占据了智能手机市场的大半壁江山。而在这片广阔的天地里,有...
山寨苹果刷会安卓系统,安卓系统... 你知道吗?在科技圈里,总有一些让人眼前一亮的小秘密。今天,我要给你揭秘一个关于山寨苹果刷安卓系统的神...
安卓系统新用户登录,畅享智能生... 你刚刚入手了一台全新的安卓手机,是不是有点小激动呢?别急,别急,让我来给你详细介绍一下安卓系统新用户...
安卓8.0系统推荐版本,体验流... 你有没有发现,手机系统更新换代的速度简直就像小孩子的成长一样快?这不,安卓8.0系统已经悄悄地来到了...
安卓系统怎么分享位置吗,一键操... 你是不是也有过这样的经历:和朋友约好见面,却因为找不到对方而急得团团转?别担心,今天就来教你怎么在安...
安卓系统更新加速器,畅享极速升... 你有没有发现,手机更新系统的时候总是慢吞吞的,让人等得心痒痒?别急,今天就来给你安利一款神器——安卓...
百答系统和安卓系统区别,差异解... 你有没有想过,为什么你的手机里装了那么多应用,却还是觉得信息不够全面?其实,这背后的大脑——操作系统...
安卓锁系统设置软件,软件设置与... 手机里的秘密可多了去了,是不是有时候你也会觉得,这手机里的信息要是被别人看到了可怎么办呢?别担心,今...
安卓电视u盘游戏系统,轻松畅享... 你有没有想过,家里的安卓电视也能玩上那些刺激的电脑游戏呢?没错,就是那种让你一玩就停不下来的游戏!今...
挂载安卓系统为读写权限,读写权... 你有没有想过,你的手机里那些神奇的安卓系统,竟然可以赋予某些应用读写权限?这听起来是不是有点像科幻电...
安卓12系统怎么打补丁,保障设... 亲爱的安卓用户们,你是否也遇到了系统卡顿、bug频发的小烦恼呢?别急,今天就来给你支个招——安卓12...
客厅电脑用安卓系统好吗,体验智... 亲爱的读者,你是不是在为客厅电脑选择操作系统而烦恼呢?安卓系统,这个我们日常手机上常见的操作系统,是...
安卓系统能看访客记录,轻松查看... 你有没有想过,你的安卓手机里藏着一个小秘密?没错,就是访客记录!是的,你没听错,你的手机里竟然能查看...
印度安卓系统电脑推荐,性能卓越... 你有没有想过,在印度这片神奇的土地上,用一台安卓系统电脑会是怎样的体验呢?想象阳光洒在泰姬陵的白色大...
安卓系统合作公司,安卓系统合作... 你知道吗?在科技的世界里,安卓系统可是个超级明星呢!它不仅拥有庞大的用户群体,还吸引了一大批合作公司...
苹果表有安卓系统时间,时间同步... 你有没有发现,最近苹果表也开始支持安卓系统了?没错,就是那个一直以封闭著称的苹果,竟然也开始拥抱安卓...
原生安卓系统裁剪图片,原生安卓... 你有没有发现,用原生安卓系统拍照,有时候拍出来的照片分辨率超高,但就是有点大,想裁剪却不知道怎么操作...
安卓系统蓝牙开关APP,安卓系... 你有没有遇到过这种情况:手机里的安卓系统蓝牙开关总是让人摸不着头脑?有时候想开蓝牙,却找不到开关在哪...
安卓系统能登录ios系统王者吗... 你有没有想过,安卓系的手机能不能登录iOS系统的王者荣耀呢?这可是个让人好奇不已的问题哦!毕竟,两个...