为什么需要initramfs？

我发现，如果选择jffs或sd作为文件系统（而非initramfs），内核大小将非常小（1.4 MB，而initramfs3.4MB）。这意味着initramfs占用相当大的空间。因此，如果可以的话，我将其完全删除，因此将具有非常小的内核，这正是我想要的。

我想到的基本问题是：为什么需要initramfs？没有任何初始文件系统，Linux内核不能启动吗？

我的最终应用程序将只进行计算和通信-根本没有存储。因此，没有文件系统的操作系统很有意义-至少对于我的应用程序而言。

具有initramfs的大小增加不是由于ramfs驱动程序（只有几kB，并且无论如何需要其他东西），而是由于initramfs本身。initramfs包含汇编和挂载实际根文件系统所必需的程序。

Initramfs使/启动系统变得容易得多，并且在某些情况下（例如，加密）可以启动。强烈建议将其保留在具有大量可热插拔外围设备的PC式硬件上。另一方面，在没有任何initramfs的情况下引导嵌入式设备具有内核仅支持为其构建的特定硬件配置，这在很大程度上有意义。

当然，内核需要引导到文件系统：必须有某种方式可以使其加载要运行的任何应用程序。如果您什么也不打算运行，则最好关闭计算机电源。

如果您不想使用initramfs，只需告诉您的引导加载程序不要传递一个即可。也不包括一个在内核构建的输出，当然-这是如何发生，如果在所有的建筑-和引导程序相关的：例如，vmlinux并且bzImage不包括initramfs中（他们分别是原始和压缩的内核），但uImage（对于U-Boot）将内核和initramfs打包（如果有的话）。

（从技术上讲，如mikeserv所述，总是有一个initramfs-但默认情况下，它是一个空的134字节存档。您的构建过程，并包含用于挂载根文件系统的工具。）

请注意，initramfs是制作没有持久性数据的单应用程序系统的一种合理方法：将所有应用程序放入initramfs中，进行引导并保留它。这使组织持久性存储或启动映像更加容易（您所需要的只是内核和initramfs，它们可以捆绑在一起）。但是，这种方法有一些缺点：initramfs中的所有数据都将被永久存储在RAM中，并且您不能轻易地修改启动映像中的文件，因此必须重建归档文件。

从LFS：

initramfs的唯一目的是挂载根文件系统。initramfs是在普通根文件系统上可以找到的完整目录集。它被捆绑到单个cpio归档文件中，并使用几种压缩算法之一进行压缩。

...

在LFS环境中拥有initramfs的主要原因只有四个：从网络加载rootfs，从LVM逻辑卷加载initramfs，在需要密码的情况下具有加密的rootfs或为将rootfs指定为a标签或UUID。其他任何事情通常意味着内核配置不正确。

...

对于大多数发行版，内核模块是拥有initramfs的最大原因。在一般发行版中，存在许多未知数，例如文件系统类型和磁盘布局。在某种程度上，这与LFS相反，在LFS中，系统功能和布局是已知的，并且通常会构建自定义内核。在这种情况下，很少需要使用initramfs。

另一个来源www.kernel.org

除此之外，还有许多Linux系统，例如不使用initramfs的路由器。

您需要一个initramfs来进行更复杂的设置，例如网络引导，lvm或raid，因为它们需要一些用户模式实用程序来配置对根fs的访问。对于磁盘上的简单常规分区，只要将磁盘驱动程序内置到内核中，并通过设备路径而不是UUID指定root参数，那么就可以不使用initramfs。当然，设备路径可能会变化，这取决于您连接的即插即用设备（即usb），甚至只是随机的时序变化，这就是为什么几乎每个人都使用uuid和initramfs来提高可靠性的原因。

这是一个古老的问题，但仍然没有一个可以接受的答案，因此我将其扔掉（我这里不是专家，我想自己解决这个问题。）

从https://www.kernel.org/doc/Documentation/early-userspace/README（始终在底部表示自2004年以来未进行更新）。

内核当前有3种方式挂载根文件系统：

a）所有必需的设备和文件系统驱动程序都已编译到内核中，没有initrd。init / main.c：init（）将基于root =选项和可选的init =调用prepare_namespace（）来安装最终的根文件系统，以运行init / main.c：init末尾列出的其他初始化二进制文件。 （）。

b）一些作为模块构建并存储在initrd中的设备和文件系统驱动程序。initrd必须包含一个二进制文件“ / linuxrc”，该文件应该加载这些驱动程序模块。也可以通过linuxrc挂载最终的根文件系统，并使用ivot_root syscall。可以通过prepare_namespace（）挂载并执行initrd。

c）使用initramfs。必须跳过对prepare_namespace（）的调用。这意味着二进制文件必须完成所有工作。可以通过修改usr / gen_init_cpio.c或通过新的initrd格式（即cpio存档）将所述二进制文件存储到initramfs中。它必须称为“ / init”。该二进制文件负责执行prepare_namespace（）会做的所有事情。

为了保持向后兼容性，/ init二进制文件仅在通过initramfs cpio归档文件提供时才运行。如果不是这种情况，init / main.c：init（）将运行prepare_namespace（）来挂载最终的根目录并执行预定义的init二进制文件之一。

就其价值而言，我相信Raspberry Pi等设备/发行版不使用initramfs。在某些情况下，内核位于根分区（由具有必需的fs模块的引导程序安装）。在其他情况下，例如在内核位于/boot分区上时，可以在安装rootfs之前直接访问同一分区上的initramfs。说了。

在某些情况下，可以将initramfs 内置到与内核相同的文件中，但并非总是如此。（a）似乎很清楚地表明，在某些情况下，不需要initramfs。

我发现以下解释更加清楚，

initramfs是一个根文件系统，已嵌入内核并在启动过程的早期阶段加载。它是initrd的后继者。它提供了早期的用户空间，可以执行内核在启动过程中无法轻易完成的工作。

使用initramfs是可选的。默认情况下，内核使用内置驱动程序初始化硬件，安装指定的根分区，加载已安装的Linux发行版的init系统。然后，init系统将加载其他模块并启动服务，直到最终允许您登录为止。这是一种很好的默认行为，对于许多用户而言已经足够。initramfs适用于有高级要求的用户；适用于需要尽早执行操作的用户，即使在挂载根分区之前也是如此。

以下是可以使用initramfs进行处理的一些示例：

• 挂载根分区（用于加密，逻辑和其他特殊分区）；
• 提供一个简约的救援壳（如果出现问题）；
• 自定义引导过程（例如，打印欢迎信息，引导启动等）；
• 加载模块（例如第三方驱动程序）；
• 内核无法执行的任何操作（只要您可以在用户空间中执行（例如通过执行命令）即可）。如果您没有高级要求，则不需要initramfs。

无论您做什么，都拥有initramfs。没有它就无计可施-它是强加于您的唯一文件系统。从kernel.org：

什么是rootfs？

Rootfs是的特殊实例ramfs（或tmpfs，如果启用的话），该 实例始终存在于2.6系统中。 您无法rootfs以无法杀死init进程的相同原因卸载。与其使用特殊的代码来检查和处理一个空列表，不如让内核仅确保某些列表不会为空，它变得更小，更简单。

大多数系统只是挂载另一个文件系统rootfs而忽略它。一个空的ramfs实例占用的空间很小。

如果启用了* CONFIG_TMPFS *，默认情况下rootfs将使用tmpfs代替ramfs。要强制ramfs，请添加"rootfstype=ramfs"到内核​​命令行。

什么是initramfs？

所有2.6 Linux内核都包含gzip压缩"cpio"格式的归档文件，该文件在内核启动时被提取到rootfs其中。 提取后，内核检查是否rootfs包含文件"init"，如果包含，则将其作为 PID 1执行。 如果找到该文件，则该init过程负责使系统其余部分正常运行，包括查找和安装实际的根设备（如果有的话）。 如果在将嵌入式归档文件提取到其中之后rootfs不包含init程序cpio，则内核将陷入较旧的代码中，以查找并挂载根分区，然后执行其中的一些变体/sbin/init。

所有这一切都与旧的initrd在以下方面有所不同：

• 旧的initrd始终是一个单独的文件，而initramfs归档文件已链接到linux内核映像中。 （目录linux-* / usr用于在构建过程中生成此归档文件。）

• 旧的initrd文件是gzip压缩的文件系统映像（采用ext2等某种文件格式，需要在内核中内置驱动程序），而新的initramfs归档文件是gcp压缩的cpio归档文件（仅比tar更简单，请参见cpio（1））。和文档/early-userspace/buffer-format.txt）。内核的cpio提取代码不仅很小，而且是__init文本和数据，可以在引导过程中将其丢弃。

• 由旧的initrd（称为/ initrd，而不是/ init）运行的程序进行了一些设置，然后返回内核，而initramfs的init程序预计不会返回内核。（如果/ init需要交出控制权，则可以使用新的根设备来超载/并执行另一个init程序。请参见下面的switch_root实用程序。）

• 切换另一个根设备时，initrd将枢轴化root，然后卸载虚拟磁盘。但是initramfs是rootfs：您不能pivot_root rootfs，也不能将其卸载。 而是从rootfs中删除所有内容以释放空间（找到-xdev / -exec rm'{}'';'），用新的根目录（cd / newmount; mount --move ./; chroot。）覆盖rootfs，将stdin / stdout / stderr附加到新的/ dev / console并执行新的init。

由于这是一个非常棘手的过程（需要删除命令才能运行它们），因此klibc软件包引入了一个帮助程序（utils / run_init.c）为您完成所有这些操作。大多数其他软件包（例如busybox）已将此命令命名为“ switch_root”。

填充initramfs：

2.6内核构建过程始终会创建gzip cpio格式的initramfs存档，并将其链接到生成的内核二进制文件中。 默认情况下，此存档为空（在x86上消耗134个字节）。

可以使用配置选项CONFIG_INITRAMFS_SOURCE（在menuconfig中的常规设置中，并且位于usr / Kconfig中）来指定initramfs归档文件的源，该文件将自动合并到生成的二进制文件中。此选项可以指向现有的gzip压缩cpio归档文件，包含要归档文件的目录或文本文件规范，例如以下示例：

  dir /dev 755 0 0
  nod /dev/console 644 0 0 c 5 1
  nod /dev/loop0 644 0 0 b 7 0
  dir /bin 755 1000 1000
  slink /bin/sh busybox 777 0 0
  file /bin/busybox initramfs/busybox 755 0 0
  dir /proc 755 0 0
  dir /sys 755 0 0
  dir /mnt 755 0 0
  file /init initramfs/init.sh 755 0 0

运行“ usr / gen_init_cpio”（在内核构建后）以获取记录上述文件格式的用法消息。

配置文件的一个优点是不需要root访问权限即可设置权限或在新档案中创建设备节点。（请注意，这两个示例“文件”条目期望在linux-2.6。*目录下名为“ initramfs”的目录中找到名为“ init.sh”和“ busybox”的文件。有关信息，请参见Documentation / early-userspace / README。更多细节。）

内核不依赖外部cpio工具。如果您指定目录而不是配置文件，则内核的构建基础结构会从该目录创建一个配置文件（usr / Makefile调用scripts / gen_initramfs_list.sh），然后继续使用该配置文件打包该目录（将其输入usr / gen_init_cpio，它是从usr / gen_init_cpio.c创建的）。内核的构建时cpio创建代码是完全独立的，内核的启动时提取程序也是（显然）独立的。