Linux 2.6 内核的 Initrd 机制解析
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时间：2007-04-11
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代码[1]：populate_rootfs函数负责加载initramfs和cpio-initrd，对于populate_rootfs函数的细节后面会讲到。
代码[2]：如果rootfs的根目录下中包含/init进程，则赋予execute_command,在init函数的末尾会被执行。否则执行prepare_namespace函数，initrd是在该函数中被加载的。
代码[3]：把控制台设置为标准输入，后续的两个sys_dup(0),则复制标准输入为标准输出和标准错误输出。
代码[4]：如果rootfs中存在init进程，就把后续的处理工作交给该init进程。其实这段代码的含义是如果加载了cpio-initrd则交给cpio-initrd中的/init处理，否则会执行realfs中的init。读者可能会问：如果加载了cpio-initrd, 那么realfs中的init进程不是没有机会运行了吗？确实，如果加载了cpio-initrd,那么内核就不负责执行realfs的init进程了，而是把这个执行任务交给了cpio-initrd的init进程。解开fedora core4的initrd文件，会发现根目录的下的init文件是一个脚本，在该脚本的最后一行有这样一段代码：
………..switchroot --movedev /sysroot |
就是switchroot语句负责加载realfs,以及执行realfs的init进程。
对cpio-initrd的处理
对cpio-initrd的处理位于populate_rootfs函数中。
void __init populate_rootfs(void){[1] char *err = unpack_to_rootfs(__initramfs_start, __initramfs_end - __initramfs_start, 0);[2] if (initrd_start) {[3] err = unpack_to_rootfs((char *)initrd_start, initrd_end - initrd_start, 1); [4] if (!err) { printk(" it is\n"); unpack_to_rootfs((char *)initrd_start, initrd_end - initrd_start, 0); free_initrd_mem(initrd_start, initrd_end); return; }[5] fd = sys_open("/initrd.image", O_WRONLY|O_CREAT, 700); if (fd >= 0) { sys_write(fd, (char *)initrd_start, initrd_end - initrd_start); sys_close(fd); free_initrd_mem(initrd_start, initrd_end); }} |
代码[1]：加载initramfs， initramfs位于地址__initramfs_start处，是内核在编译过程中生成的，initramfs的是作为内核的一部分而存在的，不是 boot loader加载的。前面提到了现在initramfs没有任何实质内容。
代码[2]：判断是否加载了initrd。无论哪种格式的initrd，都会被boot loader加载到地址initrd_start处。
代码[3]：判断加载的是不是cpio-initrd。实际上 unpack_to_rootfs有两个功能一个是释放cpio包，另一个就是判断是不是cpio包， 这是通过最后一个参数来区分的， 0：释放 1：查看。
代码[4]：如果是cpio-initrd则把其内容释放出来到rootfs中。
代码[5]：如果不是cpio-initrd,则认为是一个image-initrd，把其内容保存到/initrd.image中。在后面的image-initrd的处理代码中会读取/initrd.image。
对image-initrd的处理在prepare_namespace函数里，包含了对image-initrd进行处理的代码，相关代码如下：
void __init prepare_namespace(void){[1] if (initrd_load()) goto out;out: umount_devfs("/dev");[2] sys_mount(".", "/", NULL, MS_MOVE, NULL); sys_chroot("."); security_sb_post_mountroot(); mount_devfs_fs ();} |
代码[1]：执行initrd_load函数，把initrd载入，如果载入成功的话initrd_load函数会把realfs的根设置为当前目录。
代码[2]：把当前目录即realfs的根mount为Linux VFS的根。initrd_load函数执行完后，把真正的文件系统的根设置为当前目录。
initrd_load函数负责载入image-initrd，代码如下：
int __init initrd_load(void){[1] if (mount_initrd) { create_dev("/dev/ram", Root_RAM0, NULL);[2] if (rd_load_image("/initrd.image") && ROOT_DEV != Root_RAM0) { sys_unlink("/initrd.image"); handle_initrd(); return 1; } } sys_unlink("/initrd.image"); return 0;} |
代码[1]：如果加载initrd则建立一个ram0设备 /dev/ram。
代码[2]：/initrd.image文件保存的就是image-initrd，rd_load_image函数执行具体的加载操作，把image-nitrd的文件内容释放到ram0里。判断ROOT_DEV!=Root_RAM0的含义是，如果你在grub或者lilo里配置了 root=/dev/ram0 ,则实际上真正的根设备就是initrd了，所以就不把它作为initrd处理 ，而是作为realfs处理。
handle_initrd()函数负责对initrd进行具体的处理，代码如下：
static void __init handle_initrd(void){[1] real_root_dev = new_encode_dev(ROOT_DEV);[2] create_dev("/dev/root.old", Root_RAM0, NULL); mount_block_root("/dev/root.old", root_mountflags & ~MS_RDONLY);[3] sys_mkdir("/old", 0700); root_fd = sys_open("/", 0, 0); old_fd = sys_open("/old", 0, 0); /* move initrd over / and chdir/chroot in initrd root */[4] sys_chdir("/root"); sys_mount(".", "/", NULL, MS_MOVE, NULL); sys_chroot("."); mount_devfs_fs ();[5] pid = kernel_thread(do_linuxrc, "/linuxrc", SIGCHLD); if (pid > 0) { while (pid != sys_wait4(-1, &i, 0, NULL)) yield(); } /* move initrd to rootfs' /old */ sys_fchdir(old_fd); sys_mount("/", ".", NULL, MS_MOVE, NULL); /* switch root and cwd back to / of rootfs */[6] sys_fchdir(root_fd); sys_chroot("."); sys_close(old_fd); sys_close(root_fd); umount_devfs("/old/dev");[7] if (new_decode_dev(real_root_dev) == Root_RAM0) { sys_chdir("/old"); return; }[8] ROOT_DEV = new_decode_dev(real_root_dev); mount_root();[9] printk(KERN_NOTICE "Trying to move old root to /initrd ... "); error = sys_mount("/old", "/root/initrd", NULL, MS_MOVE, NULL); if (!error) printk("okay\n"); else { int fd = sys_open("/dev/root.old", O_RDWR, 0); printk("failed\n"); printk(KERN_NOTICE "Unmounting old root\n"); sys_umount("/old", MNT_DETACH); printk(KERN_NOTICE "Trying to free ramdisk memory ... "); if (fd < 0) { error = fd; } else { error = sys_ioctl(fd, BLKFLSBUF, 0); sys_close(fd); } printk(!error ? "okay\n" : "failed\n"); }
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