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使用初始 RAM 磁盘来引导系统
现在我们已经了解了如何构建并使用定制的初始 RAM 磁盘,本节将探索内核是如何识别 initrd 并将其作为根文件系统进行挂载的。我们将介绍启动链中的几个主要函数,并解释一下到底在进行什么操作。
引导加载程序,例如 GRUB,定义了要加载的内核,并将这个内核映像以及相关的 initrd 拷贝到内存中。我们可以在 Linux 内核源代码目录中的 ./init 子目录中找到很多这种功能。
init/main.c:init()
(subdir/file:function)函数中。这个函数执行了大量的子系统初始化操作。此处会执行一个对init/do_mounts.c:prepare_namespace()
的调用,这个函数用来准备名称空间(挂载 dev 文件系统、RAID 或 md、设备以及最后的 initrd)。加载 initrd 是通过调用 init/do_mounts_initrd.c:initrd_load()
initrd_load()
函数调用了 init/do_mounts_rd.c:rd_load_image()
,它通过调用 init/do_mounts_rd.c:identify_ramdisk_image()
来确定要加载哪个 RAM 磁盘。这个函数会检查映像文件的 magic 号来确定它是 minux、etc2、romfs、cramfs 或 gzip 格式。在返回到initrd_load_image
之前,它还会调用 init/do_mounts_rd:crd_load()
。这个函数负责为 RAM 磁盘分配空间,并计算循环冗余校验码(CRC),然后对 RAM 磁盘映像进行解压,并将其加载到内存中。现在,我们在一个适合挂载的块设备中就有了这个 initrd 映像。init/do_mounts.c:mount_root()
调用将这个块设备挂载到根文件系统上。它会创建根设备,并调用init/do_mounts.c:mount_block_root()
。在这里调用 init/do_mounts.c:do_mount_root()
,后者又会调用fs/namespace.c:sys_mount()
来真正挂载根文件系统,然后 chdir
到这个文件系统中。这就是我们在清单 6 中所看到的熟悉消息 VFS: Mounted root (ext2 file system).
init
函数中,并调用 init/main.c:run_init_process
。这会导致调用 execve
来启动 init 进程(在本例中是 /linuxrc
)。linuxrc 可以是一个可执行程序,也可以是一个脚本(条件是它有脚本解释器可用)。
这些函数的调用层次结构如清单 7 所示。尽管此处并没有列出拷贝和挂载初始 RAM 磁盘所涉及的所有函数,但是这足以为我们提供一个整体流程的粗略框架。
清单 7. initrd 加载和挂载过程中所使用的主要函数的层次结构
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