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1  精通initramfs构建step by step (一):hello world
3 一、initramfs是什么
4 在 2.6版本的linux内核中,都包含一个压缩过的cpio格式的打包文件。当内核启动时,会从这个打包文件中导出文件到内核的rootfs文件系统,然后内核检查rootfs中是否包含有init文件,如果有则执行它,作为PID为1的第一个进程。这个init进程负责启动系统后续的工作,包括定位、挂载“真正的”根文件系统设备(如果有的话)。如果内核没有在rootfs中找到init文件,则内核会按以前版本的方式定位、挂载根分区,然后执行 /sbin/init程序完成系统的后续初始化工作。
5 这个压缩过的cpio格式的打包文件就是initramfs。编译2.6版本的 linux内核时,编译系统总会创建initramfs,然后把它与编译好的内核连接在一起。内核源代码树中的usr目录就是专门用于构建内核中的 initramfs的,其中的initramfs_data.cpio.gz文件就是initramfs。缺省情况下,initramfs是空的,X86 架构下的文件大小是134个字节。
7 二、构建第一个initramfs:hello world
8 从C语言开始,学习计算机编程语言的第一个程序几乎都是hello world,因此我们也构建一个最简单的hello world式的initramfs,以说明initramfs的基本构建方法。
9 initramfs的灵魂是init文件(或者叫程序,因为它会被内核第一个执行),我们先写一个简单的init程序,它会在内核的console中打印出经典的hello world信息。
10 hello.c:
11 #include <stdio.h>
12 #include <unistd.h>
13 int main(int argc,char argv[])
15 printf("hello world, from initramfs.\n");
16 sleep(9999999);
17 return 0;
19 其中的sleep()函数语句是为了避免执行时内核很快打出panic的信息,并非功能上的需要。
21 接着把hello.c编译成静态连接程序:
22 gcc -o hello_static -static -s hello.c
23 命令行中的-s参数表示编译后的程序不包含调试定位信息,目的是减少编译出来的程序文件的大小。
24 再创建一个initramfs的构建源文件目录image,把hello_static程序拷入这个目录,并改名为init。
25 在image目录下,创建一个dev/console的设备文件,否init程序无法在内核console中输出信息:
26 mknod -m 600 dev/console c 5 1
27 注意,执行这个命令需要有root权限。
29 好了,现在可以设置内核配置参数,进行initramfs的构建了:
30 在general setup配置目录下的initramfs sources配置项下输入image的路径名,比如我的路径就是/home/wyk/initramfs-test/image。因为我们的init程序是ELF格式的,所以内核需要支持ELF的可执行文件,否则启动这个init程序会失败。在内核的 Executable file formats配置目录下,选择 kernel support for ELF binaries,则可使内核支持ELF格式的可执行文件。其他内核配置参数根据实际需要设置即可,不过,为了减少内核编译时间,可参考这篇文章http://linuxman.blog.ccidnet.com/blog-htm-do-showone-uid-60710-type-blog-itemid-293122.html设置一个最简单的内核配置。
31 内核配置参数设置完成后,按常规的内核编译方法进行编译,initramfs就自动连接到编译好的内核映像文件中了。
33 三、试验环境搭建
34 试验initramfs需要经常重启系统,所以使用CPU模拟器是不错的选择。我们可以选用qemu,它支持直接启动linux内核,无需在模拟器中安装OS。从方便使用的角度考虑,我们采用qemu launcher设置qemu的各项参数,它的安装可参考http://linuxman.blog.ccidnet.com/blog-htm-do-showone-uid-60710-type-blog-itemid-612280.html。
35 在qemu launcher的linux配置标签中,打勾直接启动linux,然后在下面的文本框中填上刚才编译好的内核映像文件的路径名。因为qemu的运行还需要设置硬盘映像文件,所以还需要在左边的配置标签中新建一个硬盘映像文件,但实际上我们并不使用硬盘。
36 配置好qemu的参数后,点击launcher按钮,内核就开始在qemu中运行了。内核输出一堆内核运行信息后,最后打出了
37 hello world, from initramfs.
38 哈哈,我们构建的initramfs已经能够正常工作了!
40 ---下节预告---
41 前面讲initramfs的概念时,提到了rootfs,那么rootfs又是什么,它与initramfs又有些什么瓜葛呢?这就需要看看下一个step:
42 精通initramfs构建step by step (二):initramfs的前世今生