linux的initrd机制和initramfs机制之根文件挂载流程：代码分析
这一篇在前两篇讲解的基础上来跟踪一下代码linux-2.6.30
kernel_init
do_basic_setup();// 批注1
if (!ramdisk_execute_command) // 批注2
ramdisk_execute_command = "/init";
if (sys_access((const char __user *) ramdisk_execute_command, 0) != 0) {
ramdisk_execute_command = NULL;
prepare_namespace();// 批注3
}
init_post();
批注1：所有直接编译在kernel中的模块都是由它启动的。这里有一个地方涉及到根文件系统的挂载
当配置了CONFIG_BLK_DEV_INITRD，在这里会调用函数populate_rootfs；
如果没有配置populate_rootfs，则会调用函数default_rootfs
批注2：ramdisk_execute_command值通过“rdinit=”指定，如果未指定，则采用默认的值/init。
批注3：检查根文件系统中是否存在文件ramdisk_execute_command，如果存在的话则执行init_post()，
否则执行prepare_namespace()挂载根文件系统。
先来说说上面批注1可能的两个函数 populate_rootfs和default_rootfs
[*]static int __init populate_rootfs(void)
[*]{
[*] char *err = unpack_to_rootfs(__initramfs_start, // 批注1
[*] __initramfs_end - __initramfs_start);
[*] if (err)
[*] panic(err); /* Failed to decompress INTERNAL initramfs */
[*] if (initrd_start) { // 批注2
[*]#ifdef CONFIG_BLK_DEV_RAM
[*] int fd;
[*] printk(KERN_INFO "Trying to unpack rootfs image as initramfs...\n");
[*] err = unpack_to_rootfs((char *)initrd_start, // 批注3
[*] initrd_end - initrd_start);
[*] if (!err) {
[*] free_initrd();
[*] return 0;
[*] } else {
[*] clean_rootfs();
[*] unpack_to_rootfs(__initramfs_start,
[*] __initramfs_end - __initramfs_start);
[*] }
[*] printk(KERN_INFO "rootfs image is not initramfs (%s)"
[*] "; looks like an initrd\n", err);
[*] fd = sys_open("/initrd.image", O_WRONLY|O_CREAT, 0700); // 批注4
[*] if (fd >= 0) {
[*] sys_write(fd, (char *)initrd_start, // 批注5
[*] initrd_end - initrd_start);
[*] sys_close(fd);
[*] free_initrd(); // 批注6
[*] }
[*]#else
[*] printk(KERN_INFO "Unpacking initramfs...\n");
[*] err = unpack_to_rootfs((char *)initrd_start,
[*] initrd_end - initrd_start);
[*] if (err)
[*] printk(KERN_EMERG "Initramfs unpacking failed: %s\n", err);
[*] free_initrd();
[*]#endif
[*] }
[*] return 0;
[*]}
批注1：unpack_to_rootfs顾名思义，就是解压包到rootfs，其具有两个功能，一个是检测
是否是属于cpio包，另外一个就是解压cpio包，通过最后一个参数进行控制。1：检测，0：解压。
其实，Initramfs也是压缩过后的CPIO文件。initramfs位于地址__initramfs_start处，
是内核在编译过程中生成的，initramfs的是作为内核的一部分而存在的，不是 boot loader加载的。
（编译的时候通过连接脚本arch/arm/kernel/vmlinux.lds将其编译到__initramfs_start～__initramfs_end，
执行完unpack_to_rootfs后将被拷贝到根目录）。
批注2：判断是否加载了initrd，无论哪种格式的initrd，都会被bootloader加载到地址initrd_start处。
批注3：判断加载的是不是CPIO-Initrd。
批注4：如果不是CPIO-Initrd，则就是Image-Initrd，将其内容保存到文件/initrd.image中。在根文件系统中创建文件/initrd.image。
批注5：将内容保存到文件/initrd.image中
批注6：释放Initrd所占用的内存空间。
default_rootfs()主要往rootfs中生成两个目录/dev和/root以及一个设备文件/dev/console。
下面来继续看下面的函数：prepare_namespace
[*]void __init prepare_namespace(void)
[*]{
[*] int is_floppy;
[*]
[*] if (root_delay) { // 批注1
[*] printk(KERN_INFO "Waiting %dsec before mounting root device...\n",
[*] root_delay);
[*] ssleep(root_delay);
[*] }
[*]
[*] /*
[*] * wait for the known devices to complete their probing
[*] *
[*] * Note: this is a potential source of long boot delays.
[*] * For example, it is not atypical to wait 5 seconds here
[*] * for the touchpad of a laptop to initialize.
[*] */
[*] wait_for_device_probe(); // 批注2
[*]
[*] md_run_setup();
[*]
[*] if (saved_root_name[0]) { // 批注3
[*] root_device_name = saved_root_name;
[*] if (!strncmp(root_device_name, "mtd", 3) ||
[*] !strncmp(root_device_name, "ubi", 3)) {
[*] mount_block_root(root_device_name, root_mountflags); // 批注4
[*] goto out;
[*] }
[*] ROOT_DEV = name_to_dev_t(root_device_name); // 批注5
[*] if (strncmp(root_device_name, "/dev/", 5) == 0)
[*] root_device_name += 5;
[*] }
[*]
[*] if (initrd_load()) // 批注6
[*] goto out;
[*]
[*] /* wait for any asynchronous scanning to complete */
[*] if ((ROOT_DEV == 0) && root_wait) { // 批注7
[*] printk(KERN_INFO "Waiting for root device %s...\n",
[*] saved_root_name);
[*] while (driver_probe_done() != 0 ||
[*] (ROOT_DEV = name_to_dev_t(saved_root_name)) == 0)
[*] msleep(100);
[*] async_synchronize_full();
[*] }
[*]
[*] is_floppy = MAJOR(ROOT_DEV) == FLOPPY_MAJOR;
[*]
[*] if (is_floppy && rd_doload && rd_load_disk(0))
[*] ROOT_DEV = Root_RAM0;
[*]
[*] mount_root();
[*]out:
[*] sys_mount(".", "/", NULL, MS_MOVE, NULL); // 批注8
[*] sys_chroot("."); // 批注9
[*]}
批注1：对于将根文件系统存放到USB或者SCSI设备上的情况，Kernel需要等待这些耗费时间比较久的设备
驱动加载完毕，所以这里存在一个Delay。
批注2：等待根文件系统所在的设备探测函数的完成。
批注3：参数saved_root_name存放的是uboot参数root=所指定的设备文件。
批注4：将saved_root_nam指定的设备加载。
批注5：参数ROOT_DEV存放设备节点号。
批注6：挂载initrd，见下面的详解。
批注7：如果指定mount_initrd为true，即没有指定在函数initrd_load中mount的话，则在这里重新realfs的mount操作。
批注8：将挂载点从当前目录（实际当前的目录在mount_root中或者在mount_block_root中指定）移到根目录。
即是如/dev/mtdblock2。
批注9：将当前目录当作系统的根目录，至此虚拟系统根目录文件系统切换到了实际的根目录文件系统。
[*]int __init initrd_load(void)
[*]{
[*] if (mount_initrd) { // 批注1
[*] create_dev("/dev/ram", Root_RAM0); // 批注2
[*] /*
[*] * Load the initrd data into /dev/ram0. Execute it as initrd
[*] * unless /dev/ram0 is supposed to be our actual root device,
[*] * in that case the ram disk is just set up here, and gets
[*] * mounted in the normal path.
[*] */
[*] if (rd_load_image("/initrd.image") && ROOT_DEV != Root_RAM0) { // 批注3
[*] sys_unlink("/initrd.image");
[*] handle_initrd(); // 批注4
[*] return 1;
[*] }
[*] }
[*] sys_unlink("/initrd.image");
[*] return 0;
[*]}
批注1：可以通过Kernel的参数“noinitrd“来配置mount_initrd的值，默认为1，很少看到有项目区配置该值，
所以一般情况下，mount_initrd的值应该为1。
批注2：创建一个Root_RAM0的设备节点/dev/ram。
批注3：如果根文件设备号不是Root_RAM0则程序就会执行代码就进入执行，如指定的/dev/mtdblock4设备节点
肯定就不是Root_RAM0。另外还将文件initrd.image释放到节点/dev/ram0，也就是对应image-initrd的操作。
批注4：函数handle_initrd主要功能是执行Initrd中的linuxrc文件，并且将realfs的根目录设置为当前
目录。其实前面也已经提到了，这些操作只对image-cpio的情况下才会去执行。。
static void __init handle_initrd(void)
{
int error;
int pid;
real_root_dev = new_encode_dev(ROOT_DEV); // 批注1
create_dev("/dev/root.old", Root_RAM0); // 批注2
/* mount initrd on rootfs' /root */
mount_block_root("/dev/root.old", root_mountflags & ~MS_RDONLY);
sys_mkdir("/old", 0700); // 批注3
root_fd = sys_open("/", 0, 0);
old_fd = sys_open("/old", 0, 0);
/* move initrd over / and chdir/chroot in initrd root */
sys_chdir("/root"); // 批注4
sys_mount(".", "/", NULL, MS_MOVE, NULL);
sys_chroot(".");
/*
* In case that a resume from disk is carried out by linuxrc or one of
* its children, we need to tell the freezer not to wait for us.
*/
current->flags |= PF_FREEZER_SKIP;
pid = kernel_thread(do_linuxrc, "/linuxrc", SIGCHLD); // 批注5
if (pid > 0)
while (pid != sys_wait4(-1, NULL, 0, NULL))
yield();
current->flags &= ~PF_FREEZER_SKIP;
/* move initrd to rootfs' /old */
sys_fchdir(old_fd); // 批注6
sys_mount("/", ".", NULL, MS_MOVE, NULL);
/* switch root and cwd back to / of rootfs */
sys_fchdir(root_fd);
sys_chroot(".");
sys_close(old_fd);
sys_close(root_fd);
if (new_decode_dev(real_root_dev) == Root_RAM0) { // 批注7
sys_chdir("/old");
return;
}
ROOT_DEV = new_decode_dev(real_root_dev); // 批注8
mount_root();
printk(KERN_NOTICE "Trying to move old root to /initrd ... ");
error = sys_mount("/old", "/root/initrd", NULL, MS_MOVE, NULL);
if (!error)
printk("okay\n");
else {
int fd = sys_open("/dev/root.old", O_RDWR, 0);
if (error == -ENOENT)
printk("/initrd does not exist. Ignored.\n");
else
printk("failed\n");
printk(KERN_NOTICE "Unmounting old root\n");
sys_umount("/old", MNT_DETACH);
printk(KERN_NOTICE "Trying to free ramdisk memory ... ");
if (fd
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