initramfs和initrd的异同

转载地址:https://blog.csdn.net/z1026544682/article/details/88364725

一、简介

(1) initrd

  在早期的linux系统中，一般只有硬盘或者软盘被用来作为linux根文件系统的存储设备，因此也就很容易把这些设备的驱动程序集成到内核中。但是现在的嵌入式系统中可能将根文件系统保存到各种存储设备上，包括scsi、sata，u-disk等等。因此把这些设备的驱动代码全部编译到内核中显然就不是很方便。

  为了解决这一矛盾，于是出现了基于ramdisk的initrd( bootloader initialized RAM disk )。Initrd是一个被压缩过的小型根目录，这个目录中包含了启动阶段中必须的驱动模块，可执行文件和启动脚本。当系统启动的时候，bootloader会把initrd文件读到内存中，然后把initrd文件在内存中的起始地址和大小传递给内核。内核在启动初始化过程中会解压缩initrd文件，然后将解压后的initrd挂载为根目录，然后执行根目录中的/linuxrc脚本（cpio格式的initrd为/init,而image格式的initrd<也称老式块设备的initrd或传统的文件镜像格式的initrd>为/initrc），您就可以在这个脚本中加载realfs（真实文件系统）存放设备的驱动程序以及在/dev目录下建立必要的设备节点。这样，就可以mount真正的根目录，并切换到这个根目录中来。

(2) Initramfs

  在linux2.5中出现了initramfs，它的作用和initrd类似，只是和内核编译成一个文件(该initramfs是经过gzip压缩后的cpio格式的数据文件)，该cpio格式的文件被链接进了内核中特殊的数据段.init.ramfs上，其中全局变量__initramfs_start和__initramfs_end分别指向这个数据段的起始地址和结束地址。内核启动时会对.init.ramfs段中的数据进行解压，然后使用它作为临时的根文件系统。

 

二、initramfs与initrd区别

(1) Linux内核只认cpio格式的initramfs文件包(因为unpack_to_rootfs只能解析cpio格式文件)，非cpio格式的 initramfs文件包将被系统抛弃，而initrd可以是cpio包也可以是传统的镜像(image)文件，实际使用中initrd都是传统镜像文件。
(2) initramfs在编译内核的同时被编译并与内核连接成一个文件，它被链接到地址__initramfs_start处，与内核同时被 bootloader加载到ram中，而initrd是另外单独编译生成的，是一个独立的文件，它由bootloader单独加载到ram中内核空间外的地址，比如加载的地址为addr(是物理地址而非虚拟地址)，大小为8MB，那么只要在命令行加入"initrd=addr,8M"命令，系统就可以找到 initrd(当然通过适当修改Linux的目录结构，makefile文件和相关代码，以上两种情况都是可以相通的)。
(3) initramfs被解析处理后原始的cpio包(压缩或非压缩)所占的空间(&__initramfs_start - &__initramfs_end)是作为系统的一部分直接保留在系统中，不会被释放掉，而对于initrd镜像文件，如果没有在命令行中设置"keepinitd"命令，那么initrd镜像文件被处理后其原始文件所占的空间(initrd_end - initrd_start)将被释放掉。
(4) initramfs可以独立ram disk单独存在，而要支持initrd必须要先支持ram disk，即要配置CONFIG_BLK_DEV_INITRD选项 -- 支持initrd，必须先要配置CONFIG_BLK_DEV_RAM -- 支持ram disk ，因为initrd image实际就是初始化好了的ramdisk镜像文件，最后都要解析、写入到ram disk设备/dev/ram或/dev/ram0中。注: 使用initramfs，命令行参数将不需要"initrd="和"root="命令
initramfs利弊:
------------------------------------------------------
由于initramfs使用cpio包格式，所以很容易将一个单一的文件、目录、node编译链接到系统中去，这样很简单的系统中使用起来很方便，不需要另外挂接文件系统。
但是因为cpio包实际是文件、目录、节点的描述语言包，为了描述一个文件、目录、节点，要增加很多额外的描述文字开销，特别是对于目录和节点，本身很小额外添加的描述文字却很多，这样使得cpio包比相应的image文件大很多。

使用initramfs的内核配置(使用initramfs做根文件系统):
------------------------------------------------------
General setup  --->
[*] Initial RAM filesystem and RAM disk (initramfs/initrd) support
(/rootfs_dir) Initramfs source file(s)   //输入根文件系统的所在目录 
使用initramfs的内核启动参数不需要"initrd="和"root="参数,但是必须在initramfs中创建/init文件或者修改内核启动最后代码(init文件是软连接，指向什么? init -> bin/busybox，否则内核启动将会失败)
链接入内核的initramfs文件在linux-2.6.24/usr/initramfs_data.cpio.gz
使用initrd的内核配置(使用网口将根文件系统下载到RAM -- tftp addr ramdisk.gz):
------------------------------------------------------
1. 配置initrd
General setup  --->
[*] Initial RAM filesystem and RAM disk (initramfs/initrd) support
() Initramfs source file(s)   //清空根文件系统的目录配置 
2. 配置ramdisk
Device Drivers  --->   
Block devices  --->
<*> RAM disk support
(16)  Default number of RAM disks   // 内核在/dev/目录下生成16个ram设备节点
(4096) Default RAM disk size (kbytes)
(1024) Default RAM disk block size (bytes)
使用 initrd的内 核启动参数:initrd=addr,0x400000 root=/dev/ram rw
注:
(1) addr是根文件系统的下载地址；
(2) 0x400000是根文件系统的大小，该大小需要和内核配置的ramdisk size 4096 kbytes相一致；
(3) /dev/ram是ramdisk的设备节点，rw表示根文件系统可读、可写；
根文件系统存放在FLASH分区：
------------------------------------------------------
1. 内核启动参数不需要"initrd="(也可以写成"noinitrd")；
root=/dev/mtdblock2 (/dev/mtdblock2 -- 根文件系统所烧写的FLASH分区)
2. 内核配置不需要ram disk；也不需要配置initramfs或者initrd
[ ] Initial RAM filesystem and RAM disk (initramfs/initrd) support 
注: boot的FLASH分区要和kernel的FLASH分区匹配(而非一致)，需要进一步解释。

参考：

http://blog.chinaunix.net/uid-29616823-id-4405454.html

https://blog.csdn.net/liuzq/article/details/75219942

https://blog.csdn.net/tankai19880619/article/details/16885615