linux启动时挂载rootfs的几种方式

悠悠 2021-11-09 02:38 383阅读 0赞

根文件系统（在样例错误消息中名为 rootfs）是 Linux 的最基本的组件。根文件系统包含支持完整的 Linux 系统所需的所有内容。它包含所有应用程序、配置、设备、数据等

Linux 中，rootfs 是必不可少的。PC 上主要实现有 ramdisk 和直接挂载 HD(Harddisk，硬盘)  
上的根文件系统；嵌入式中一般不从 HD 启动，而是从 Flash 启动，最简单的方法是将 rootfs load 到 RAM 的  
RAMDisk，稍复杂的就是 直接从Flash 读取的 Cramfs，更复杂的是在 Flash 上分区，并构建 JFFS2 等文件系统

一直对linux启动时挂载根文件系统的过程存在着很多疑问，今天在水木精华区找到了有用的资料，摘录如下：

1。linux启动时，经过一系列初始化之后，需要mount 根文件系统，为最后运行init进程等做准备，mount 根文件系统有这么几种方式：

1）文件系统已经存在于硬盘（或者类似的设备）的某个分区上了，kernel根据启动的命令行参数（root＝/dev/xxx),直接进行  
mount。  
这里有一个问题，在root文件系统本身还不存在的情况下，kernel如何根据/dev/xxx来找到对应的设备呢？注意：根文件系统和其他文件系统的  
mount方式是不一样的，kernel通过直接解析设备的名称来获得设备的主、从设备号，然后就可以访问对应的设备驱动了。所以在  
init/main.c中有很长一串的root\_dev\_names（如hda,hdab,sda,sdb,nfs,ram,  
mtdblock……），通过这个表就可以根据设备名称得到设备号。注意，bootloader或内核中设定的启动参数（root＝/dev/xxx)只  
是一个代号，实际的根文件系统中不一定存在这个设备文件！

2）从软驱等比较慢的设备上装载根文件系统，如果kernel支持ramdisk，在装载root文件系统时，内核判断到需要从软盘（fdx）  
mount(root=/dev/fd0)，就会自动把文件系统映象复制到ramdisk，一般对应设备ram0，然后在ram0上mount  
根文件系统。 从源码看，如果kernel编译时没有支持ramdisk，而启动参数又是root=/dev/fd0,  
系统将直接在软盘上mount，除了速度比较慢，理论上是可行的（没试过，不知道是不是这样？）

3）启动时用到initrd来mount根文件系统。注意理解ramdisk和initrd这两个概念，其实ramdisk只是在ram上实现的块  
设备，类似与硬盘操作，但有更快的读写速度，它可以在系统运行的任何时候使用，而不仅仅是用于启动；initrd（boot loader  
initialized RAM  
disk）可以说是启动过程中用到的一种机制，具体的实现过程也使用ramdisk技术。就是在装载linux之前，bootloader可以把一个比较  
小的根文件系统的映象装载在内存的某个指定位置，姑且把这段内存称为initrd（这里是initrd所占的内存，不是ramdisk，注意区别），然后  
bootloader通过传递参数的方式告诉内核initrd的起始地址和大小（也可以把这些参数编译在内核中），在启动阶段就可以暂时的用initrd  
来mount根文件系统。initrd的最初的目的是为了把kernel的启动分成两个阶段：在kernel中保留最少最基本的启动代码，然后把对各种各  
样硬件设备的支持以模块的方式放在initrd中，这样就在启动过程中可以从initrd所mount的根文件系统中装载需要的模块。这样的一个好处就是  
在保持kernel不变的情况下，通过修改initrd中的内容就可以灵活的支持不同的硬件。在启动完成的最后阶段，根文件系统可以重新mount到其他  
设备上，但是也可以不再 重新mount（很多嵌入式系统就是这样）。  
initrd的具体实现过程是这样的：bootloader把根文件系统映象装载到内存指定位置，把相关参数传递给内核，内核启动时把initrd中的内  
容复制到ramdisk中（ram0），把initrd占用的内存释放掉，在ram0上mount根文件系统。从这个过程可以看出，内核需要对同时对  
ramdisk和initrd的支持（这种需要都编入内核，不能作为模块）。

2。嵌入式系统根文件系统的一种实现方法：对于kernel和根文件系统都存储在flash中的系统，一般可以利用linux启动的initrd的  
机制。具体的过程前面已经比较清楚了，还有一点就是在启动参数中传递root=/dev/ram0，这样使得用initrd进行mount的根文件系统不  
再切换，因为这个时候实际的设备就是ram0。还有就是initrd的起始地址参数为虚拟地址，需要和bootloader中用的物理地址对应。

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