initramfs机制

Posted 2021-03-21 tongyishu

 1．什么是 Initramfs

    在2.6版本的linux内核中，都包含一个压缩过的cpio格式的打包文件。当内核启动时，会从这个打包文件中导出文件到内核的rootfs文件系统，然后内核检查rootfs中是否包含有init文件，如果有则执行它，作为PID为1的第一个进程。这个init进程负责启动系统后续的工作，包括定位、挂载“真正的”根文件系统设备（如果有的话）。然后执行 /sbin/init程序完成系统的后续初始化工作。

 2．Linux2.6 内核对 Initramfs 的处理流程

     (1． boot loader 把内核以及 Initramfs 文件加载到内存的特定位置。
     (2． 内核判断Initramfs的文件格式，如果是cpio格式。
     (3． 将Initramfs的内容释放到rootfs中。
     (4． 执行Initramfs中的sbin/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。

 3.  cpio格式的Initramfs制作方法

    假设当前目录位于准备好的Initramfs文件系统的根目录下
         find . | cpio -o -Hnewc | gzip -9 > ../initrd.img.gz 

     解压：
        假设当前目录就是要解压后的目录   gunzip | cpio -idmv < ../initrd.img 

 4.  挂载rootfs文件系统

        rootfs是基于内存的文件系统，所有的操作都是在内存中完成，没有实际的存储设备，不需要设备驱动程序的参与。linux系统启动阶段使用rootfs文件系统，当磁盘驱动程序与磁盘文件系统成功加载后，linux系统会将系统根目录从rootfs切换到磁盘文件系统。

        所有的2.6版本linux内核都有一个特殊的文件系统rootfs，是内核启动的初始根文件系统，initramfs的文件会复制到rootfs。如果把initramfs比作种子，那么rootfs就是它生长的土壤。大部分linux系统正常运行后都会安装另外的文件系统，然后忽略rootfs。
        rootfs是ramfs文件系统的一个特殊实例。ramfs是一种非常简单的文件系统，是基于内存的文件系统。ramfs文件系统没有容量大小的限制，它可以根据需要动态增加容量。
　　　　ramfs直接利用了内核的磁盘高速缓存机制。所有的文件的读写数据都会在内存中做高速缓存（cache），当系统再次使用文件数据时，可以直接从内存中读写，以提供系统的I/O性能。高速缓存中的写入数据会在适当的时候回写到对应的文件系统设备（如磁盘等）中，这时它的状态就标识为clean，这样系统在必要时可以释放掉这些内存。ramfs没有对应文件系统设备，所以它的数据永远都不会回写回去，也就不会标识为clean，因此系统也永远不会释放 ramfs所占用的内存。
        因为ramfs直接使用了内核已有的磁盘高速缓存机制，所以它的实现代码非常小。也由于这个原因，它可能不停的动态增长直到耗尽系统的全部内存。