使用ramdisk初始化initrd

　　

　　initrd提供了在boot loader下加載ram disk的方法。該ram disk可以被作為根檔案系統挂載進來，裡面的程式也可以運作。然後，新的根檔案系統可以從其他裝置挂載。之前的根（來自initrd）可以被轉移到一個目錄然後被解除安裝。

　　

　　initrd主要設計用來使系統啟動于兩個條件，一個是核心來自于非常小的驅動器，一個是額外的子產品需要從initrd中加載。

　　

　　本文給出initrd的概要描述，更具體的可以參考[1]。

　　

　　 操作

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　　當使用initrd,典型的系統啟動順序如下：

　　1. boot loader加載核心并初始化ram disk

　　2. 核心把initrd轉化成正常的ram disk并釋放initrd使用的記憶體

　　3. initrd作為root被挂載，賦予讀寫權限。

　　4. /linuxrc被執行（這可以是任何可執行檔案，如腳本，運作在uid 0,可以做任何初始化）。

　　5. linuxrc挂載真正的根檔案系統

　　6. linuxrc使用pivot_root系統調用把根檔案系統放在根目錄。

　　7. 正常的啟動序列（/sbin/init）在根檔案系統上執行。

　　8. initrd檔案系統被移去。

　　

　　注意，改變根目錄不牽扯解除安裝他。

　　挂載在initrd的檔案系統仍然可以被通路。

　　

　　 啟動指令選項

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　　initrd添加了如下新的選項：

　　 initrd=

(e.g. LOADLIN)

　　加載特定的檔案作為初始的ram disk。當使用lilo,你應該在/etc/lilo.conf中指定

　　ram disk鏡像檔案位置，使用INITRD變量。

　　

　　noinitrd

　　initrd資料被保留卻不轉化成ram disk，正常的根檔案系統被加載。initrd的資料可以 從/dev/initrd中讀取。注意，在initrd中的資料可以是任意結構的，不一定要是檔案系統鏡像。該選項多用于調試。

　　

　　注意：/dev/initrd是隻讀的，而且隻能被使用一次。隻要最後一個程序關閉它，所有的資料将會釋放掉，而/dev/initrd将不再被打開。

　　

　　 root=/dev/ram0 (without devfs)

　　 root=/dev/rd/0 (with devfs)

　　

　　initrd作為根檔案系統被挂載，随後正常的啟動順序中，ram disk仍然作為root。

　　

　　 安裝

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　　首先，用于initrd檔案系統的目錄在根檔案系統上被建立：

　　 ＃ mkdir /initrd

　　

　　名字不是很重要。更多的可以參考pivot_root(2)的man。

　　

　　在啟動過程中，如果根檔案系統被建立（如果你有軟碟啟動），那麼根檔案系統應該建立/initrd目錄。

　　

　　如果initrd沒有被挂載，他裡面的内容仍然可以被通路，通過以下的方法（注意，這在使用devfs時不可用）：

　　 # mknod /dev/initrd b 1 250

　　 # chmod 400 /dev/initrd

　　

　　第二步，核心編譯的時候必須支援ram disk并啟動ram disk使能。所有從initrd中執行的程式必須被編譯到核心中。

　　

　　第三步，你必須建立ram disk鏡像。這可以通過在塊裝置上建立檔案系統實作，把所需的檔案拷貝，然後把檔案拷貝到initrd檔案。根據最新的核心，至少三種裝置可以用：

　　l 軟碟（慢，卻随處可用）

　　l ram disk（快，需要實體記憶體）

　　l loopback device（最高檔）

　　

　　 我将介紹 loopback device方法：

　　保證loopback device被核心支援

　　建立一個空的檔案系統，擁有合适的大小：

　　# dd if=/dev/zero of=initrd bs=300k count=1

　　# mke2fs -F -m0 initrd

　　如果空間不多，你可以用minix fs而不是ext2

　　挂載檔案系統

　　# mount -t ext2 -o loop initrd /mnt

　　建立控制台裝置（如果用devfs，就沒必要）

　　# mkdir /mnt/dev

　　# mknod /mnt/dev/console c 5 1

　　拷貝initrd環境需要的所有檔案。不要忘掉最重要的檔案/linuxrc.

　　注意，/linuxrc必須有執行權限。

　　正确的initrd環境可以不用重新開機就可以通過指令行測試：

　　# chroot /mnt /linuxrc

　　解除安裝檔案系統

　　# umount /mnt

　　現在initrd被儲存在initrd檔案中。還可以壓縮他。

　　# gzip -9 initrd

　　為了試驗initrd，你可以建立一個急救盤，隻需建立/linuxrc到/bin/sh的符号連結。

　　你還可以試着把initrd更小。

　　

　　最後，你要啟動核心并加載initrd.幾乎所有的boot loader都支援initrd.

　　雖然啟動程序相容老的機制，下面的啟動指令行還是得給出：

　　

　　 root=/dev/ram0 init=/linuxrc rw如果不使用devfs.或者

　　 root=/dev/rd/0 init=/linuxrc rw

　　如果使用devfs.

　　

　　使用 LOADLIN,隻要執行

　　LOADLIN initrd=

　　e.g. LOADLIN C:/LINUX/BZIMAGE initrd=C:/LINUX/INITRD.GZ root=/dev/ram0

　　init=/linuxrc rw

　　

　　使用LILO，你添加選項INITRD=

到/etc/lilo.conf中，使用APPEDN指令即可。

　　image = /bzImage

　　initrd = /boot/initrd.gz

　　append = "root=/dev/ram0 init=/linuxrc rw"

　　然後運作 /sbin/lilo

　　

　　對于其他的啟動程式，請參考相應的文檔。

　　

　　現在你可以啟動并享受使用initrd的樂趣了

　　

　　 如何改變根裝置

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　　當完成他的任務，linuxrc改變根裝置并啟動真正的根裝置。

　　

　　整個過程包括如下幾步：

　　1. 挂載新的根檔案系統

　　2. 把他變成根檔案系統

　　3. 删除所有對舊（Initrd）檔案系統的通路

　　4. 解除安裝initrd檔案系統，重定位ram disk

　　

　　挂載新的根檔案系統很容易：隻需把他挂載到目前根下。例如：

　　# mkdir /new-root

　　# mount -o ro /dev/hda1 /new-root

　　

　　根的轉變伴随着pivot_root系統調用。pivot_root把目前的根轉移到新根下的一個目錄，并把新的根放到原來的地方。老根的目錄必須在調用pivot_root前退出。例如：

　　# cd /new-root

　　# mkdir initrd

　　# pivot_root . initrd

　　

　　現在，linuxrc程序可以仍然通路老的根。所有的這些引用可以通過如下指令釋放：

　　# exec chroot . what-follows dev/console 2>&1

　　

　　然後執行的就是新根下的，例如/sbin/init.

　　如果新的根檔案系統使用devfs,而/dev目錄還不可用，devfs必須被挂載進來，

　　在使用chroot之前，隻有這樣才有/dev/console裝置。

　　

　　注意：privot_root執行的情況可能有所不同。為了保證相容性，注意以下幾點：調用pivot_root之前，調用程序的目前目錄應指向新的根檔案目錄使用.作為第一個參數，老根的相對路徑作為第二個參數。chroot程式必須在就老的和新的根下都可以使用。最後改變根到新的根下。在執行指令中使用dev/console的相對路徑。

　　

　　

　　注意，initrd可以被解除安裝，而ram disk使用的記憶體可以被釋放：

　　# umount /initrd

　　# blockdev --flushbufs /dev/ram0 # /dev/rd/0 if using devfs

　　

　　initrd還可以使用NFS-mounted根，參考man pivot_root(8)。

　　

　　注意：如果linuxrc或者其他程式從終端執行，老的改變根機制必須調用。

　　

　　 使用限制

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　　引入initrd的主要動機是為了在系統安裝中可以子產品化配置核心。過程運作如下：

　　1. 一個小核心的系統從軟碟或其他媒體上啟動（支援ram disk,initrd,a.out, ext2fs),并加載initrd。

　　2. /linuxrc決定如何挂載真正的根檔案系統（裝置類型，裝置驅動，檔案系統），并分布媒體（CDROM,network，tape）。這些可以詢問使用者或者自動探測，或是混合使用。

　　3. /linuxrc加載必須的核心子產品

　　4. /linuxrc建立并組裝根檔案系統（還不一定能用）。

　　5. /linuxrc調用pivot_root改變根檔案系統，執行(chroot)安裝程式.

　　6. boot loader 安裝完畢

　　boot loader配置用于加載initrd，initrd中包含系統啟動的必須子產品。

　　現在系統可以啟動的，額外的安裝任務被執行。

　　

　　initrd的主要任務是在正常的系統操作中複用配置資料，而不需重新編譯連結核心。

　　

　　第二個限制是在linux運作在不同的硬體配置上的安裝問題。這種情況下，隻需産生一個小核心，分别配置。initrd中必須含有所有需要的子產品。然後，/linuxrc或其他一個檔案可能有所不同。

　　

　　第三個限制更友善恢複磁盤，因為象根檔案系統分區的資訊在系統啟動的時候要用，而在啟動時刻是得不到的。

　　

　　最後，CDROM釋出使他更友善安裝。

　　

　　 荒廢的根改變機制

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　　下面的機制在pivot_root之前被使用。目前的核心仍然支援他，但是你不要依賴他。

　　

　　他在linuxrc存在的情況下，把真正的根裝置作為根檔案系統。initrd檔案系統然後被

　　解除安裝，或者把他移動到/initrd目錄，如果這個目錄存在于新的根檔案系統。

　　

　　為了使用這種機制，你不必設定啟動參數root,init,rw(如果設定了，這将影響到真正的

　　根檔案系統）。

本文轉自

http://blog.21ic.com/user1/1066/archives/2005/2331.html