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Linux系统学习基础

第一章 开发工具学习

第二章 Linux内核制作

第三章 initramfs制作

第四章 Linux系统制作原理

第五章 文件系统启动方式配制

initrd与initramfs

Linux 的 initrd 技术是一个非常普遍使用的机制,linux2.6 内核的 initrd 的文件格式由原来的文件系统镜像文件转变成了 cpio 格式,变化不仅反映在文件格式上, linux 内核对这两种格式的 initrd 的处理有着截然的不同。

initrd:

ram disk是一个基于ram的块设备,因此它占据了一块固定的内存,而且事先要使用特定的工具比如mke2fs格式化,还需要一个文件系统驱动来读写其上的文件。

如果这个disk上的空间没有用完,这些未用的内存就浪费掉了,并且这个disk的空间固定导致容量有限,要想装入更多的文件就需要重新格式化。

由于Linux的块设备缓冲特性, ram disk上的数据被拷贝到page cache(对于文件数据)和dentry cache(对于目录项), 这个也导致内存浪费.

initramfs:

最初的想法是Linus提出的: 把cache当作文件系统装载。

他在一个叫ramfs的cache实现上加了一层很薄的封装,其他内核开发人员编写了一个改进版tmpfs,这个文件系统上的数据可以写出到交换分区,而且可以设定一个tmpfs装载点的最大尺寸以免耗尽内存。initramfs就是tmpfs的一个应用。

优点:

(1)tmpfs随着其中数据的增减自动增减容量.
(2)在tmpfs和page cache/dentry cache之间没有重复数据.
(3)tmpfs重复利用了Linux caching的代码, 因此几乎没有增加内核尺寸, 而caching的代码已经经过良好测试, 所以tmpfs的代码质量也有保证.
(4)不需要额外的文件系统驱动.

另外, initrd机制被设计为旧的"root="机制的前端,而非其替代物,它假设真正的根设备是一个块设备, 而且也假设了自己不是真正的根设备,这样不便将NFS等作为根文件系统。最后/linuxrc不是以PID=1执行的, 因为1这个进程ID是给/sbin/init保留的。 initrd机制找到真正的根设备后将其设备号写入/proc/sys/kernel/real-root-dev, 然后控制转移到内核由其装载根文件系统并启动/sbin/init。

initramfs则去掉了上述假设, 而且/init以PID=1执行, 由init装载根文件系统并用exec转到真正的/sbin/init, 这样也导致一个更为干净漂亮的设计。