initial RAM disk
Linux初始RAM磁盤（initrd）是在系統引導過程中掛載的一個臨時根文件系統，用來支持兩階段的引導過程。initrd文件中包含了各種可執行程序和驅動程序，它們可以用來掛載實際的根文件系統，然后再將這個 initrd RAM磁盤卸載，并釋放內存。在很多嵌入式Linux系統中，initrd 就是最終的根文件系統。本文將探索 Linux 2.6 的初始 RAM磁盤，包括如何創建以及如何在Linux內核中使用。
什么是初始 RAM 磁盤
初始RAM磁盤（initrd）是在實際根文件系統可用之前掛載到系統中的一個初始根文件系統。initrd與內核綁定在一起，并作為內核引導過程的一部分進行加載。內核然后會將這個 initrd文件作為其兩階段引導過程的一部分來加載模塊，這樣才能稍后使用真正的文件系統，并掛載實際的根文件系統。
initrd 中包含了實現這個目標所需要的目錄和可執行程序的最小集合，例如將內核模塊加載到內核中所使用的 insmod 工具。
在桌面或服務器Linux 系統中，initrd 是一個臨時的文件系統。其生存周期很短，只會用作到真實文件系統的一個橋梁。在沒有存儲設備的嵌入式系統中，initrd 是永久的根文件系統。本文將對這兩種情況進行探索。
Initrd開啟步驟
下面來看下如何打開initrd,這里我使用的是debian5操作系統
1.創建一個目錄,將/boot/initrd.img-2.6.18-6-amd64 復制到該目錄下.
root@192.168.30.68:tmp# mkdir initrd
root@192.168.30.68:tmp# cd initrd/
root@192.168.30.68:initrd# ls
root@192.168.30.68:initrd# cp /boot/initrd.img-2.6.18-6-amd64 .
root@192.168.30.68:initrd# ls
initrd.img-2.6.18-6-amd64
2.將initrd文件名改為.gz文件,將其解壓縮.
root@192.168.30.68:initrd# file initrd.img-2.6.18-6-amd64 #發現該文件是一個gzip壓縮過的文件
initrd.img-2.6.18-6-amd64: gzip compressed data, from Unix, last modified: Thu Sep 24 18:21:40 2009
root@192.168.30.68:initrd# mv initrd.img-2.6.18-6-amd64 initrd.img-2.6.18-6-amd64.gz
root@192.168.30.68:initrd# file initrd.img-2.6.18-6-amd64.gz
initrd.img-2.6.18-6-amd64.gz: gzip compressed data, from Unix, last modified: Thu Sep 24 18:21:40 2009
root@192.168.30.68:initrd# gunzip initrd.img-2.6.18-6-amd64.gz
3.使用file發現解壓縮過后的文件是一個cpid格式,是一種備份格式,使用cpio,參數'i' 代表解包 與'd' 代表在需要時自動建立第一層目錄.
root@192.168.30.68:initrd# file initrd.img-2.6.18-6-amd64
initrd.img-2.6.18-6-amd64: ASCII cpio archive (SVR4 with no CRC)
root@192.168.30.68:initrd# cpio -id initrd.img-2.6.18-6-amd64
32912 blocks
root@192.168.30.68:initrd# ls
bin conf etc init initrd.img-2.6.18-6-amd64 lib lib64 sbin scripts
root@192.168.30.68:initrd# rm initrd.img-2.6.18-6-amd64
rm: remove regular file `initrd.img-2.6.18-6-amd64'? y
root@192.168.30.68:initrd# ls
bin conf etc init lib lib64 sbin scripts
也可以直接通過zcat讀取gzip格式的文件,再將讀出來的結果由pipeline交給cpio解開
root@192.168.30.68:initrd# zcat initrd.img-2.6.18-6-amd64 | cpio -id
32912 blocks
root@192.168.30.68:initrd# ls
bin conf etc init initrd.img-2.6.18-6-amd64 lib lib64 sbin scripts
以上就是initrd文件打開后的目錄架構,當kernel啟動加載initrd時,并沒有任何系統的目錄架構,這時會先以initrd所提供的目錄當做是系統的暫時目錄.
其中有個lib目錄:里面存放著許多的模塊,即現在系統所有的模塊,這代表目錄中所存放的模塊都是開機所必須加載的模塊.例如當kernel加載Initrd之后,initrd將會加相應的網絡模塊驅動,以便讓我們進入操作系統能夠識別到網卡.
root@192.168.30.68:initrd# lsmod | grep bnx2 #本機網絡驅動
bnx2 183048 0
root@192.168.30.68:initrd# find . -name 'bnx2*' #initrd里bnx2對應的模塊
./lib/modules/2.6.18-6-amd64/kernel/drivers/net/bnx2.ko
./lib/firmware/bnx2-09-4.0.5.fw
./lib/firmware/bnx2-06-4.0.5.fw
假如臨時又添加了一塊最新的網卡,希望在開機時加載,這時只要修改initrd文件的內容在打個包就可以了,比起重新編譯kernel或者安裝操作系統要方便多了.
下面介紹如何讓將修改后的initrd文件再重新打包起來.
1.在修改后的文件目錄下,使用find將所有的文件列出來,再通過pipeline,把所有清單交給cpio指令.cpio用到的參數'c'代表用新的SVR4可移植格式.'o'代表建立文件.最后用gzip以最佳的壓縮效率'-9'壓縮(默認是-6),使用'>'導出.
root@192.168.30.68:initrd# ls
bin conf etc init lib lib64 sbin scripts
root@192.168.30.68:initrd# find | cpio -co | gzip -9 > initrd.img-2.6.18-6-amd64
32884 blocks
root@192.168.30.68:initrd# ls
bin conf etc init initrd.img-2.6.18-6-amd64 lib lib64 sbin scripts
root@192.168.30.68:initrd# file initrd.img-2.6.18-6-amd64
initrd.img-2.6.18-6-amd64: gzip compressed data, from Unix, last modified: Tue May 14 13:50:26 2013, max compression
2.將該文件copy到/boot/下.重啟機器生效.
此外在initrd被kernel加載后的開機流程,是依照initrd文件中的一個init文件,由它所提供的腳本一步一步往下做,包括實體硬盤加載實際的操作系統也是由這個文件提供的.
root@192.168.30.68:initrd# ls
bin conf etc init lib lib64 sbin scripts
root@192.168.30.68:initrd# cat init
#!/bin/sh
echo "Loading, please wait..."
[ -d /dev ] || mkdir -m 0755 /dev
[ -d /root ] || mkdir -m 0700 /root
[ -d /sys ] || mkdir /sys
[ -d /proc ] || mkdir /proc
[ -d /tmp ] || mkdir /tmp
mkdir -p /var/lock
mount -t sysfs -o nodev,noexec,nosuid none /sys
mount -t proc -o nodev,noexec,nosuid none /proc
# Note that this only becomes /dev on the real filesystem if udev's scripts
# are used; which they will be, but it's worth pointing out
tmpfs_size="10M"
if [ -e /etc/udev/udev.conf ]; then
. /etc/udev/udev.conf
fi
mount -t tmpfs -o size=$tmpfs_size,mode=0755 udev /dev
[ -e /dev/console ] || mknod -m 0600 /dev/console c 5 1
[ -e /dev/null ] || mknod /dev/null c 1 3
> /dev/.initramfs-tools
mkdir /dev/.initramfs
# Export the dpkg architecture
export DPKG_ARCH=
. /conf/arch.conf
# Set modprobe env
export MODPROBE_OPTIONS="-qb"
# Export relevant variables
export ROOT=
export ROOTDELAY=
export ROOTFLAGS=
export ROOTFSTYPE=
export break=
export init=/sbin/init
export quiet=n
export readonly=y
.....
