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linux啟動時掛載rootfs的幾種方式

日期:2017/2/7 14:40:12      編輯:Linux教程
 

一直對linux啟動時掛載根文件系統的過程存在著很多疑問,今天在水木精華區找到了有用的資料,摘錄如下:

1。linux啟動時,經過一系列初始化之後,需要mount 根文件系統,為最後運行init進程等做准備,mount 根文件系統有這麼幾種方式:

1)文件系統已經存在於硬盤(或者類似的設備)的某個分區上了,kernel根據啟動的命令行參數(root=/dev/xxx),直接進行 mount。 這裡有一個問題,在root文件系統本身還不存在的情況下,kernel如何根據/dev/xxx來找到對應的設備呢?注意:根文件系統和其他文件系統的mount方式是不一樣的,kernel通過直接解析設備的名稱來獲得設備的主、從設備號,然後就可以訪問對應的設備驅動了。所以在init/main.c中有很長一串的root_dev_names(如 hda,hdab,sda,sdb,nfs,ram,mtdblock……),通過這個表就可以根據設備名稱得到設備號。注意,bootloader或內核中設定的啟動參數(root=/dev/xxx)只是一個代號,實際的根文件系統中不一定存在這個設備文件!

2)從軟驅等比較慢的設備上裝載根文件系統,如果kernel支持ramdisk,在裝載root文件系統時,內核判斷到需要從軟盤(fdx)mount(root=/dev/fd0),就會自動把文件系統映象復制到ramdisk,一般對應設備ram0,然後在ram0上mount 根文件系統。 從源碼看,如果kernel編譯時沒有支持ramdisk,而啟動參數又是root=/dev/fd0, 系統將直接在軟盤上mount,除了速度比較慢,理論上是可行的(沒試過,不知道是不是這樣?)

3)啟動時用到initrd來mount根文件系統。注意理解ramdisk和initrd這兩個概念,其實ramdisk只是在ram上實現的塊設備,類似與硬盤操作,但有更快的讀寫速度,它可以在系統運行的任何時候使用,而不僅僅是用於啟動;initrd(boot loader initialized RAM disk)可以說是啟動過程中用到的一種機制,具體的實現過程也使用ramdisk技術。就是在裝載linux之前,bootloader可以把一個比較小的根文件系統的映象裝載在內存的某個指定位置,姑且把這段內存稱為initrd(這裡是initrd所占的內存,不是ramdisk,注意區別),然後 bootloader通過傳遞參數的方式告訴內核initrd的起始地址和大小(也可以把這些參數編譯在內核中),在啟動階段就可以暫時的用initrd 來mount根文件系統。initrd的最初的目的是為了把kernel的啟動分成兩個階段:在kernel中保留最少最基本的啟動代碼,然後把對各種各樣硬件設備的支持以模塊的方式放在initrd中,這樣就在啟動過程中可以從initrd所mount的根文件系統中裝載需要的模塊。這樣的一個好處就是在保持kernel不變的情況下,通過修改initrd中的內容就可以靈活的支持不同的硬件。在啟動完成的最後階段,根文件系統可以重新mount到其他設備上,但是也可以不再 重新mount(很多嵌入式系統就是這樣)。 initrd的具體實現過程是這樣的:bootloader把根文件系統映象裝載到內存指定位置,把相關參數傳遞給內核,內核啟動時把initrd中的內容復制到ramdisk中(ram0),把initrd占用的內存釋放掉,在ram0上mount根文件系統。從這個過程可以看出,內核需要對同時對 ramdisk和initrd的支持(這種需要都編入內核,不能作為模塊)。

2。嵌入式系統根文件系統的一種實現方法:對於kernel和根文件系統都存儲在flash中的系統,一般可以利用linux啟動的initrd的機制。具體的過程前面已經比較清楚了,還有一點就是在啟動參數中傳遞root=/dev/ram0,這樣使得用initrd進行mount的根文件系統不再切換,因為這個時候實際的設備就是ram0。還有就是initrd的起始地址參數為虛擬地址,需要和bootloader中用的物理地址對應。

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