浅析Ramdisk制作供linux挂载的根文件系统过程

一、文件系统

文件系统，是管理文件数据的一堆程序。操作系统，可以通过这些程序，从块设备中，读取或者写入文件。

常见的一些文件系统：

◾FAT32

◾NTFS

◾EXT2

◾EXT3

二、扇区和簇

扇区，是块设备（硬盘，nandflash，SD卡）读取和写入的最小单位。一般是512字节。

簇是文件系统，管理的最小单位，一般是扇区的整数倍。如4k，16k，32k。

在文件系统中，一个文件占用的大小是簇的整数倍，如下图，一个簇的大小是4K，因此即使一个只有313字节的文件，也会占用4K的空间。

三、根文件系统

根文件系统是一种特殊的文件系统，特殊就在于它必须有特定的目录结构以及特定的文件。如下图所示，就是一个跟文件系统目录以及文件。

linux启动时，第一个必须挂载的是跟文件系统。

目前制作跟文件系统，使用 busybox 工具。

四、linux操作文件

linux用户，通过open函数，打开文件。linux会切换到内核层，调用VFS，而VFS会根据文件所处的文件系统，调用文件系统的驱动函数。而文件系统的驱动函数，会调用块设备的驱动程序，从外部块设备读取数据。

五、linux的initrd（虚拟文件系统）

linux从2.6内核开始支持2种格式的initrd（虚拟文件系统），一种是传统格式的文件系统系统image-initrd， 其核心文件是 /linuxrc。

另外一种格式的initrd是cpio格式，使用cpio工具生成，核心文件，变为 /init。我们一般使用这种格式的initrd，作为ramdisk。

六、什么是ramdisk

内存盘。从系统内存中，划出一部分当作硬盘使用。可以将应用程序，安装到ramdisk中，然后去执行。

在linux中，ramdisk有2种：

◾initrd：linux内核2.0开始支持，大小固定

◾initramfs： linux内核2.4开始支持，大小可变

amdisk并非是一个实际的文件系统，而是一种将实际的文件系统转入内存的机制，因此可以作为跟文件系统。linux可以根据该机制，读取文件。

实际上，ramdisk，使用的文件系统是ext2。

七、linux挂载initrd

设备树的chosen节点，增加

linux,initrd-start 和 linux,initrd-end 属性。

八、linux和ramdisk

linux在启动的时候，会去挂载根文件系统，载入驱动或者应用程序执行。ramdisk可以制作成根文件系统，供linux挂载。

九、linux制作ramdisk

使用file命令，查看ramdisk，可以确认ramdisk文件，是一个经gzip压缩的文件。

将ramdisk文件，增加.gz后缀，使用gunzip解压。再用file命令查看，可以确认ramdisk其实是经cpio压缩的文件。

使用cpio命令，可以解压ramdisk文件。得到当初制作ramdisk的文件结构。

cpio -i –F

可以对文件结构，反向打包，得到ramdisk。

find . | cpio –o –H newc | gzip > ../ramdisk.img

原作者：卢骏