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目录 一、简介 1、initrd 2、initramfs 二、区别 1.内核配置 2.内核挂载文件系统的几种方式 3.initramfs文件系统挂载分析 三、initramfs解压缩和压缩 一、简介下边说的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。 另外一个好处是,这样配置可以将一些驱动编译成内核模块、从而减小内核img的开销。 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 2.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 3.initramfs文件系统挂载分析3.1、制作cpio包,不做gzip压缩3.2、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.cpio3.3、uboot下环境参数,不需要特别的参数3.4、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) 3.4.1、boot loader 把内核(包含rootfs.cpio) 加载到内存中,并解压内核 3.4.2、建立注册rootfs文件系统,并挂载到/下 start_kernel(是真正的内容初始化入口函数,head.S只是为内核初始化准备环境,相当于可执行文件的main,第一个执行的C函数,从这里开始初始化各个Linux核心数据结构,比如:与体系结构相关的初始化、处理命令行参数、调度系统初始化、内存管理区初始化、伙伴系统/SLAB分配算法初始化、异常中断初始化、时钟初始化和控制台初始化) ->-vfs_caches_init —>mnt_init ---->init_rootfs ---->init_mount_tree 3.4.3、将initrd-cpio释放到rootfs中 kernel_init->kernel_init_freeable()—>do_basic_setup(); /执行驱动模块、 do_do_initcalls->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 */
S3C2440内核启动时打印出来的值如下 __initramfs_end : 0xc0442f00 __initramfs_start :0xc0025b00 0x41D400 = 4314112 3.4.4 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 */ 三、initramfs解压缩和压缩①、重命名为gz压缩文件 cp initramfs.img init.gz②、解压文件 gunzip init.gz③、查看文件类型 file init④、创建目录 mkdir temp cd temp⑤、解压目录 cpio -ivdm -F ../init 或者 cpio -ivdm < ../init⑥、压缩文件 find .|cpio -ov -H newc|gzip > ../init.gz 四、解压rpm包①、rpm2cpio rpmname.src.rpm | cpio -ivmd ②、rpm2cpio rpmname.src.rpm > rpmname.cpio cat rpmname.cpio | cpio -ivmd |
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