Linux系统内存磁盘初始化技术详细解析(2)

5 测试自定义的初始化RAM盘。

你拥有的新的initrd镜像是在/boot目录下，因此，下一步就是要用你默认的内核来测试它。ok，现在你可以先重新启动你的linux系统，当GRUB引导画面出现时，按下C键，打开GRUB的命令行工具。现在，你就能通过GRUB确定启动专门的内核和initrd镜像。内核命令是允许你定制内核文件的，而initrd命令则允许你指定专门的initrd镜像文件。当它们都被指定之后，通过启动命令来启动内核，如下所示：

GNU GRUB version 0.95 (638K lower / 97216K upper memory)

[ Minimal BASH-like line editing is supported. For the first word, TAB

lists possible command completions. Anywhere else TAB lists the possible

completions of a device/filename. ESC at any time exits.]

grub> kernel /bzImage-2.6.1

[Linux-bzImage, setup=0x1400, size=0x29672e]

grub> initrd /ramdisk.img.gz

[Linux-initrd @ 0x5f2a000, 0xb5108 bytes]

grub> boot

Uncompressing Linux... OK, booting the kernel.

在内核启动之后，它开始检查initrd镜像是否可用，如果答案是确定的，那么就作为根文件系统加载并挂载它。下面就是这个特殊启动过程的结尾：

...

md: Autodetecting RAID arrays

md: autorun

md: ... autorun DONE.

RAMDISK: Compressed image found at block 0

VFS: Mounted root (ext2 file system).

Freeing unused kernel memory: 208k freed

/ $ ls

bin etc linuxrc proc sys

dev lib lost+found sbin

/ $ cat /proc/1/cmdline

/bin/ash/linuxrc

/ $ cd bin

/bin $ ls

ash cat echo mount sysctl

busybox dmesg ls ps

/bin $ touch zfile

/bin $ ls

ash cat echo mount sysctl

busybox dmesg ls ps zfile

当启动之后，可以通过ash来进入命令模式。在本例中，我探究了根文件系统并向你演示了，你能通过新建文件来写入这个文件系统。只需要注意，第一步是要创建linuxrc。

6 通过初始化内存盘启动

现在，大家已经看到了如何构建并使用一个自定制的初始化内存盘，这一节则用于介绍，内核是如何辨认initrd并将其作为它的根文件系统挂载的。我将涉及一些boot chain中的主要的函数并对发生的事件做出解释。

像GRUB这样的boot loader，通常会确认即将加载的内核并复制该内核镜像与任何相关联的initrd到内存中，你可以在你linux内核源程序目录下的./init子目录中找到这些功能实现。

在内核与initrd镜像被解压缩和复制到内存后，内核被调用。此时，开始各种各样的初始化过程，最终，你会发现自己处于init/main.c:init() (subdir/file:function)。这个函数实现了很多的子系统初始化。在这里，要调用init/do_mounts.c:prepare_namespace()，用来准备命名空间(挂载dev 文件系统, RAID, 或者md, devices, 以及, 最后的initrd)。通过对 init/do_mounts_initrd.c:initrd_load()的调用，最终完成对initrd的加载。

initrd_load()调用init/do_mounts_rd.c:rd_load_image()，来决定是否通过调用init/do_mounts_rd.c:identify_ramdisk_image()来加载内存盘镜像。后面这个函数通过检查内核的编号来确定文件究竟是是minux，etc2，romfs，cramfs，还是gzip格式，直到返回initrd_load_image后，init/do_mounts_rd:crd_load()又被调用。这个函数负责分配空间给内存盘，并进行校验计算，解压缩，最后将内存盘镜像加载到内存中。此时，你就已经拥有了一个适合于挂载的，在块设备中的initrd镜像。

现在，通过调用init/do_mounts.c:mount_root()将这个块设备做为root挂载。ok，根设备就被创建了，接下来调用的函数是init/do_mounts.c:mount_block_root()，此函数又调用fs/namespace.c:sys_mount()来挂载真实的根文件系统并对其进行chdir操作。

最后，会返回到启动函数中，并调用init/main.c:run_init_process。调用的结果是，初始化进程开始（在这里是通过/linuxrc）。linuxrc可以是一个可执行程序，也可以是脚本（只要脚本解释器能够正常解释它）。

函数调用的层次关系可以从下表中看出。并不是所有与复制、挂载初始化内存盘的函数都被列举出来，这里仅仅是大概的，对整体基本流程的回顾：

init/main.c:init

init/do_mounts.c:prepare_namespace

init/do_mounts_initrd.c:initrd_load

init/do_mounts_rd.c:rd_load_image

init/do_mounts_rd.c:identify_ramdisk_image

init/do_mounts_rd.c:crd_load

lib/inflate.c:gunzip

init/do_mounts.c:mount_root

init/do_mounts.c:mount_block_root

init/do_mounts.c:do_mount_root

fs/namespace.c:sys_mount

init/main.c:run_init_process

execve

7 无盘启动的应用

同很多嵌入式系统的启动一样，本地磁盘（软驱或者光驱）对于启动内核和内存盘根文件系统来说，并不是必须的。DHCP工具能被用于确认网络参数，例如大家熟悉的IP抵制和子网掩码等。此外，TFTP能被用于将内核镜像以及初始化内存盘镜像传送到本地设备。一旦传输完成，linux内核就能被启动以及挂载initrd，和本地镜像启动的过程一样。

8 让你的initrd尽可能小

当你在构建嵌入式系统时，总是希望initrd的镜像尽可能小，恩，这里将提供一些小技巧。首先就是使用BusyBox。前面已经提到过，BusyBox包含了很多较大的工具，通常体积都以MB计算，但是它成功得将自己的体积控制在几百KB的范围内。

在本例中，BusyBox镜像使用的是静态链接，因此不需要提供任何库文件。但是，如果你需要得到标准的C库文件来满足自己的二进制程序，除了大体积的glibc库，你有其他更好的选择。第一个，小体积的uClibc库，是专门用于有空间限制的，标准C库的缩水版本。另一个适用于有空间限制环境的库是dietlib。记住，你需要在自己的嵌入式系统中，用这些库重新编译你的二进制程序。虽然使用它们会带来一些附加的工作，但是，是值得的。

9 总结

初始化内存盘技术被创建的最初目的，是为了让内核通过一个临时的根文件系统来过渡到最终的根文件系统。initrd对于嵌入式linux系统同样是很有用处的：它能做为一个非持续性的根文件系统挂载到内存盘中。