Linux 初始 RAM 磁盘（initrd）概述

学习 initrd 的剖析、创建以及在 Linux 引导过程中的用法简介： Linux？初始 RAM 磁盘（initrd）是在系统引导过程中挂载的一个临时根文件系统，用来支持两阶段的引导过程。initrd 文件中包含了各种可执行程序和驱动程序，它们可以用来挂载实际的根文件系统，然后再将这个 initrd RAM 磁盘卸载，并释放内存。在很多嵌入式 Linux 系统中，initrd 就是最终的根文件系统。本文将探索 Linux 2.6 的初始 RAM 磁盘，包括如何创建以及如何在 Linux 内核中使用。什么是初始 RAM 磁盘？初始 RAM 磁盘（initrd）是在实际根文件系统可用之前挂载到系统中的一个初始根文件系统。initrd 与内核绑定在一起，并作为内核引导过程的一部分进行加载。内核然后会将这个 initrd 文件作为其两阶段引导过程的一部分来加载模块，这样才能稍后使用真正的文件系统，并挂载实际的根文件系统。initrd 中包含了实现这个目标所需要的目录和可执行程序的最小集合，例如将内核模块加载到内核中所使用的 insmod 工具。在桌面或服务器 Linux 系统中，initrd 是一个临时的文件系统。其生存周期很短，只会用作到真实文件系统的一个桥梁。在没有存储设备的嵌入式系统中，initrd 是永久的根文件系统。本文将对这两种情况进行探索。initrd 剖析initrd 映像中包含了支持 Linux 系统两阶段引导过程所需要的必要可执行程序和系统文件。根据我们运行的 Linux 的版本不同，创建初始 RAM 磁盘的方法也可能会有所不同。在 Fedora Core 3 之前，initrd 是使用 loop 设备 来构建的。loop 设备 是一个设备驱动程序，利用它可以将文件作为一个块设备挂载到系统中，然后就可以查看这个文件系统中的内容了。在您的内核中可能并没有 loop 设备，不过这可以通过内核配置工具（make menuconfig）选择 Device Drivers > Block Devices > Loopback Device Support 来启用。我们可以按照下面的方法来查看 loop 设备的内容（initrd 文件的名字可能会稍有不同）：
清单 1. 查看 initrd 的内容（适用于 FC3 之前的版本）

# mkdir temp ; cd temp# cp /boot/initrd.img.gz .# gunzip initrd.img.gz# mount -t ext -o loop initrd.img /mnt/initrd# ls -la /mnt/initrd#

现在我们就可以查看 /mnt/initrd 子目录中的内容了，这就代表了 initrd 文件的内容。注意，即使您的 initrd 映像文件不是以 .gz 结尾，它也可能是一个压缩文件，您可以给这个文件添加上 .gz 后缀，然后再使用 gunzip 对其进行解压。从 Fedora Core 3 开始，默认的 initrd 映像变成了一个经过压缩的 cpio 归档文件。我们不用再使用 loop 设备来将 initrd 作为压缩映像进行挂载，而是可以将其作为 cpio 归档文件来使用。要查看 cpio 归档文件的内容，可以使用下面的命令：清单 2. 查看 initrd 的内容（适用于 FC3 及其以后的版本）

# mkdir temp ; cd temp# cp /boot/initrd-2.6.14.2.img initrd-2.6.14.2.img.gz# gunzip initrd-2.6.14.2.img.gz# cpio -i --make-directories < initrd-2.6.14.2.img#

结果会生成一个很小的根文件系统，如清单 3 所示。在 ./bin 目录中有一组很少但却非常必要的应用程序，包括 nash（即 not a shell，是一个脚本解释器）、insmod（用来加载内核模块）和 lvm（逻辑卷管理工具）。
清单 3. 默认的 Linux initrd 目录结构

# ls -la#drwxr-xr-x10 root root4096 May 7 02:48 .drwxr-x---15 root root4096 May 7 00:54 ..drwxr-xr-x2root root4096 May 7 02:48 bindrwxr-xr-x2root root4096 May 7 02:48 devdrwxr-xr-x4root root4096 May 7 02:48 etc-rwxr-xr-x1root root 812 May 7 02:48 init-rw-r--r--1root root 1723392 May 7 02:45 initrd-2.6.14.2.imgdrwxr-xr-x2root root4096 May 7 02:48 libdrwxr-xr-x2root root4096 May 7 02:48 loopfsdrwxr-xr-x2root root4096 May 7 02:48 proclrwxrwxrwx1root root 3 May 7 02:48 sbin -> bindrwxr-xr-x2root root4096 May 7 02:48 sysdrwxr-xr-x2root root4096 May 7 02:48 sysroot#

清单 3 中比较有趣的是 init 文件就在根目录中。与传统的 Linux 引导过程类似，这个文件也是在将 initrd 映像解压到 RAM 磁盘中时被调用的。在本文稍后我们将来探索这个问题。

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