Import 2.2.8pre2
[davej-history.git] / Documentation / initrd.txt
blobacc2315a451d6468ff1451fe846ca747c1d219ac
1 Using the initial RAM disk (initrd)
2 ===================================
4 Written 1996 by Werner Almesberger <almesber@lrc.epfl.ch> and
5                 Hans Lermen <lermen@elserv.ffm.fgan.de>
8 initrd adds the capability to load a RAM disk by the boot loader. This
9 RAM disk can then be mounted as the root file system and programs can be
10 run from it. Afterwards, a new root file system can be mounted from a
11 different device. The previous root (from initrd) is then either moved
12 to the directory /initrd or it is unmounted.
14 initrd is mainly designed to allow system startup to occur in two phases,
15 where the kernel comes up with a minimum set of compiled-in drivers, and
16 where additional modules are loaded from initrd.
19 Operation
20 ---------
22 When using initrd, the system boots as follows:
24   1) the boot loader loads the kernel and the initial RAM disk
25   2) the kernel converts initrd into a "normal" RAM disk and
26      frees the memory used by initrd
27   3) initrd is mounted read-write as root
28   4) /linuxrc is executed (this can be any valid executable, including
29      shell scripts; it is run with uid 0 and can do basically everything
30      init can do)
31   5) when linuxrc terminates, the "real" root file system is mounted
32   6) if a directory /initrd exists, the initrd is moved there
33      otherwise, initrd is unmounted
34   7) the usual boot sequence (e.g. invocation of /sbin/init) is performed
35      on the root file system
37 Note that moving initrd from / to /initrd does not involve unmounting it.
38 It is therefore possible to leave processes running on initrd (or leave
39 file systems mounted, but see below) during that procedure. However, if
40 /initrd doesn't exist, initrd can only be unmounted if it is not used by
41 anything. If it can't be unmounted, it will stay in memory.
43 Also note that file systems mounted under initrd continue to be accessible,
44 but their /proc/mounts entries are not updated. Also, if /initrd doesn't
45 exist, initrd can't be unmounted and will "disappear" and take those file
46 systems with it, thereby preventing them from being re-mounted. It is
47 therefore strongly suggested to generally unmount all file systems (except
48 of course for the root file system, but including /proc) before switching
49 from initrd to the "normal" root file system.
51 In order to deallocate the memory used for the initial RAM disk, you have
52 to execute freeramdisk (see 'Resources' below) after unmounting /initrd.
55 Boot command-line options
56 -------------------------
58 initrd adds the following new options:
60   initrd=<path>    (LOADLIN only)
62     Loads the specified file as the initial RAM disk. When using LILO, you
63     have to specify the RAM disk image file in /etc/lilo.conf, using the
64     INITRD configuration variable.
66   noinitrd
68     initrd data is preserved but it is not converted to a RAM disk and
69     the "normal" root file system is mounted. initrd data can be read
70     from /dev/initrd. Note that the data in initrd can have any structure
71     in this case and doesn't necessarily have to be a file system image.
72     This option is used mainly for debugging.
74     Note that /dev/initrd is read-only and that it can only be used once.
75     As soon as the last process has closed it, all data is freed and
76     /dev/initrd can't be opened any longer.
78   root=/dev/ram
80     initrd is mounted as root, and /linuxrc is started. If no /linuxrc
81     exists, the normal boot procedure is followed, with the RAM disk
82     still mounted as root. This option is mainly useful when booting from
83     a floppy disk. Compared to directly mounting an on-disk file system,
84     the intermediate step of going via initrd adds a little speed
85     advantage and it allows the use of a compressed file system.
86     Also, together with LOADLIN you may load the RAM disk directly from
87     CDROM or disk, hence having a floppyless boot from CD,
88     e.g.: E:\loadlin E:\bzImage root=/dev/ram initrd=E:\rdimage
91 Installation
92 ------------
94 First, the "normal" root file system has to be prepared as follows:
96 # mknod /dev/initrd b 1 250 
97 # chmod 400 /dev/initrd
98 # mkdir /initrd
100 If the root file system is created during the boot procedure (i.e. if
101 you're creating an install floppy), the root file system creation
102 procedure should perform these operations.
104 Note that neither /dev/initrd nor /initrd are strictly required for
105 correct operation of initrd, but it is a lot easier to experiment with
106 initrd if you have them, and you may also want to use /initrd to pass
107 data to the "real" system.
109 Second, the kernel has to be compiled with RAM disk support and with
110 support for the initial RAM disk enabled. Also, at least all components
111 needed to execute programs from initrd (e.g. executable format and file
112 system) must be compiled into the kernel.
114 Third, you have to create the RAM disk image. This is done by creating a
115 file system on a block device and then by copying files to it as needed.
116 With recent kernels, at least three types of devices are suitable for
117 that:
119  - a floppy disk (works everywhere but it's painfully slow)
120  - a RAM disk (fast, but allocates physical memory)
121  - a loopback device (the most elegant solution, but currently requires a
122    modified mount)
124 We'll describe the RAM disk method:
126  1) make sure you have a RAM disk device /dev/ram (block, major 1, minor 0)
127  2) create an empty file system of the appropriate size, e.g.
128     # mke2fs -m0 /dev/ram 300   
129     (if space is critical, you may want to use the Minix FS instead of Ext2)
130  3) mount the file system on an appropriate directory, e.g.
131     # mount -t ext2 /dev/ram /mnt
132  4) create the console device:
133     # mkdir /mnt/dev
134     # mknod /mnt/dev/tty1 c 4 1
135  5) copy all the files that are needed to properly use the initrd
136     environment. Don't forget the most important file, /linuxrc
137     Note that /linuxrc's permissions must include "x" (execute).
138  6) unmount the RAM disk
139     # umount /dev/ram
140  7) copy the image to a file
141     # dd if=/dev/ram bs=1k count=300 of=/boot/initrd
142  8) deallocate the RAM disk
143     # freeramdisk /dev/ram
145 For experimenting with initrd, you may want to take a rescue floppy (e.g.
146 rescue.gz from Slackware) and only add a symbolic link from /linuxrc to
147 /bin/sh, e.g.
149  # gunzip <rescue.gz >/dev/ram
150  # mount -t minix /dev/ram /mnt
151  # ln -s /bin/sh /mnt/linuxrc
152  # umount /dev/ram
153  # dd if=/dev/ram bs=1k count=1440 of=/boot/initrd
154  # freeramdisk /dev/ram
156 Finally, you have to boot the kernel and load initrd. Currently,
157 preliminary versions of LOADLIN 1.6 and LILO 18 support initrd (see
158 below for where to get them). With LOADLIN, you simply execute
160      LOADLIN <kernel> initrd=<disk_image>
161 e.g. LOADLIN C:\LINUX\VMLINUZ initrd=C:\LINUX\INITRD
163 With LILO, you add the option INITRD=<path> to either the global section
164 or to the section of the respective kernel in /etc/lilo.conf, e.g.
166   image = /vmlinuz
167     initrd = /boot/initrd
169 and run /sbin/lilo
171 Now you can boot and enjoy using initrd.
174 Setting the root device
175 -----------------------
177 By default, the standard settings in the kernel are used for the root
178 device, i.e. the default compiled in or set with rdev, or what was passed
179 with root=xxx on the command line, or, with LILO, what was specified in
180 /etc/lilo.conf It is also possible to use initrd with an NFS-mounted
181 root; you have to use the nfs_root_name and nfs_root_addrs boot options
182 for this.
184 It is also possible to change the root device from within the initrd
185 environment. In order to do so, /proc has to be mounted. Then, the
186 following files are available:
188   /proc/sys/kernel/real-root-dev
189   /proc/sys/kernel/nfs-root-name
190   /proc/sys/kernel/nfs-root-addrs
192 real-root-dev can be changed by writing the number of the new root FS
193 device to it, e.g.
195   # echo 0x301 >/proc/sys/kernel/real-root-dev
197 for /dev/hda1. When using an NFS-mounted root, nfs-root-name and
198 nfs-root-addrs have to be set accordingly and then real-root-dev has to
199 be set to 0xff, e.g.
201   # echo /var/nfsroot >/proc/sys/kernel/nfs-root-name
202   # echo 193.8.232.2:193.8.232.7::255.255.255.0:idefix \
203     >/proc/sys/kernel/nfs-root-addrs
204   # echo 255 >/proc/sys/kernel/real-root-dev
206 If the root device is set to the RAM disk, the root file system is not
207 moved to /initrd, but the boot procedure is simply continued by starting
208 init on the initial RAM disk.
211 Usage scenarios
212 ---------------
214 The main motivation for implementing initrd was to allow for modular
215 kernel configuration at system installation. The procedure would work
216 as follows:
218   1) systems boots from floppy or other media with a minimal kernel
219      (e.g. support for RAM disks, initrd, a.out, and the ext2 FS) and
220      loads initrd
221   2) /linuxrc determines what is needed to (1) mount the "real" root FS
222      (i.e. device type, device drivers, file system) and (2) the
223      distribution media (e.g. CD-ROM, network, tape, ...). This can be
224      done by asking the user, by auto-probing, or by using a hybrid
225      approach.
226   3) /linuxrc loads the necessary modules
227   4) /linuxrc creates and populates the root file system (this doesn't
228      have to be a very usable system yet)
229   5) /linuxrc unmounts the root file system and possibly any other file
230      systems it has mounted, sets /proc/sys/kernel/..., and terminates
231   6) the root file system is mounted
232   7) now that we're sure that the file system is accessible and intact,
233      the boot loader can be installed
234   8) the boot loader is configured to load an initrd with the set of
235      modules that was used to bring up the system (e.g. /initrd can be
236      modified, then unmounted, and finally, the image is written from
237      /dev/ram to a file)
238   9) now the system is bootable and additional installation tasks can be
239      performed
241 The key role of initrd here is to re-use the configuration data during
242 normal system operation without requiring the use of a bloated "generic"
243 kernel or re-compilation or re-linking of the kernel.
245 A second scenario is for installations where Linux runs on systems with
246 different hardware configurations in a single administrative domain. In
247 such cases, it is desirable to generate only a small set of kernels
248 (ideally only one) and to keep the system-specific part of configuration
249 information as small as possible. In this case, a common initrd could be
250 generated with all the necessary modules. Then, only /linuxrc or a file
251 read by it would have to be different.
253 A third scenario are more convenient recovery disks, because information
254 like the location of the root FS partition doesn't have to be provided at
255 boot time, but the system loaded from initrd can use a user-friendly
256 dialog and it can also perform some sanity checks (or even some form of
257 auto-detection).
259 Last not least, CDROM distributors may use it for better installation from CD,
260 either using a LILO boot floppy and bootstrapping a bigger RAM disk via
261 initrd from CD, or using LOADLIN to directly load the RAM disk from CD
262 without need of floppies.
264 Since initrd is a fairly generic mechanism, it is likely that additional
265 uses will be found.
268 Resources
269 ---------
271 The bzImage+initrd patch (bzImage is an extension to load kernels directly
272 above 1 MB, which allows kernels sizes of up to approximately 2 MB) can be
273 found at
274 ftp://lrcftp.epfl.ch/pub/people/almesber/lilo/bzImage+initrd-1.3.71.patch.gz
276 ftp://elserv.ffm.fgan.de/pub/linux/loadlin-1.6/bzImage+initrd-1.3.71.patch.gz
278 A preliminary version of LOADLIN 1.6 is available on
279 ftp://elserv.ffm.fgan.de/pub/linux/loadlin-1.6/loadlin-1.6-pre8-bin.tgz
281 A preliminary version of LILO 18 is available on
282 ftp://lrcftp.epfl.ch/pub/people/almesber/lilo/lilo.18dev3.tar.gz
284 A very simple example for building an image for initrd, also including
285 the program 'freeramdisk', can be found on
286 ftp://elserv.ffm.fgan.de/pub/linux/loadlin-1.6/initrd-example.tgz