Linux Kernel 系列2 使用者空間的初始化

2021-07-05 20:18:55 字數 2721 閱讀 7728

上篇我們知道,kernel初始化後將啟動init程序,那麼這個程序將幹些什麼呢?除此之外,kernel還需要做些什麼事情呢?(想想檔案系統、根儲存裝置是在什麼時候初始化的呢?)

先從檔案系統初始化說起。以前一直不明白,有了kernel為何還需要乙個檔案系統?經過反覆琢磨,明白乙個道理,kernel載入到記憶體後,kernel執行起來是沒有問題的,但是如果沒有root fs,就好像pc上沒有硬碟.....。另外,linux中很多虛擬檔案系統(proc,sys,dev等)都是掛靠在rootfs中的,所以rootfs在linux中更加關鍵(必要條件簡直就是)。(kernel中的fs是另外乙個龐大的部分)

一 根檔案系統

1 fhs:file system hierachy standard:linux上檔案系統布局的標準,例如 usr目錄大概是幹嗎的,tmp目錄大概是幹嘛的。有空可以瞧瞧....其實使用linux os多了,自然就理解了。

2 常用的資料夾布局:其實就是es上普遍的檔案目錄:

二 post boot

這裡講的是execve init之前的事情,因為原始碼中:

三 init

init程序很重要,不過android上的init程序的工作流程比較簡單。這裡介紹非android上的init。一般它讀取的配置檔案是/etc/inittab中(ubuntu上似乎沒有這個檔案了,以後得找個fcore的系統看看)。

另外,這裡還有乙個叫run level的概念。見圖1.

圖1 run level

run level說白了就是將系統執行狀態分成幾個級別,例如shutdown的時候init需要執行一些操作,reboot的時候需要執行一些操作。

這裡關於init的東西就不介紹了,很多關於linux系統配置的知識都有涉及。(確實比android的init要複雜多了)

四 initial ram disk

lk在早期初始化的過程中,需要mount乙個fs,目前有新舊兩種方法:

這兩個東西非常常見,咱們要好好研究下。

4.1 initrd

這個功能需要配置kernel的編譯選項。

arm支援將前面的initrd和vmlinux打包到乙個image中。實際上只有arm架構支援。(核心編譯的時候要選擇這一項)。講了這麼多,那麼到底怎麼用呢?

bootloader把initrd的位址告訴核心。核心啟動時候把這個image解壓並掛載

另外一種辦法,編譯的時候將initrd和kernel放到乙個image中,這種方法只有arm架構支援。使用這種辦法話,建議用initramfs。注意,android中使用的就是乙個kernel+initramfs的單一image。也就是第二種辦法

(這裡有很多細節問題,以後我們分析原始碼再來搞懂它)

bl啟動核心的時候,需要給lk傳遞引數,即告訴lk這個initrd在什麼位置...很簡單不是?

kl如何使用這個initrd呢?

那麼如何製作這個initrd呢?

其實就是乙個gzip打包的資料夾....

(這部分**在do_mounts.c中的prepare_namespace函式中)

4.2 initramfs

(詳細說明:參考kernel/documentations/filesystems/ramfs-rootfs-initramfs.txt)

kernel預設支援這個initramfs,所以編譯的時候,會整乙個default的initramfs放到核心中。initramfs是乙個cpio的打包檔案。我特意查了下cpio的info。一般用法就是:讀取乙個目錄下所有檔案的資訊及其所有檔案的內容(可能是直接read資料到乙個buffer中),然後把這些資訊寫到乙個檔案中。說白了,可能就是乙個序列化的工具。然後lk用同樣的方法就可以反序列化,恢復原來目錄中的內容了。

前面說,lk編譯的時候缺省會有乙個簡單的initramfs目錄結構。這個結構由kernel/scripts/gen_initramfs_list.sh指令碼生成。這個指令碼很簡單:

dir /dev 0755 0 0

nod /dev/console/ 0600 0 0 c 5 1

dir /root 0700 0 0

執行的時候,前面加上mk...就生成乙個目錄了,然後用cpio打包,生成iniramfs,最後由lk解包並掛載

(具體內容,參考ramfs-rootfs-initramfs.txt)

如何製作自己的initramfs呢?

cpio:-o表示output,-v表示列印一些verbose資訊,-i表示input,-d表示建立整個資料夾結構。沒有-d的話,會出問題。

不過有了kernel編譯的支援,我們不用自己呼叫cpio了,在編譯選項中有乙個initramfs_source,把它指向目標資料夾,編譯的時候自然會生成這個initramfs了。

linux啟動的一些問題。

再三解釋一下,為什麼需要init ram disk。fs一般安裝在儲存介質上,而讀取這些儲存介質需要驅動。核心啟動的時候如果把這些驅動都載入的話,會非常麻煩,即使你把驅動靜態編譯到核心中,也不是乙個完美的解決辦法。所以。先整乙個簡單的,基於記憶體的fs,這樣初始化工作都可以順利進行。最後,等驅動都載入完後,再把實際儲存上的fs掛載上來。這裡要明白一點,沒有乙個fs的話,lk是沒法正常工作的。

五 u-boot

全名為das u-boot,是乙個使用非常廣泛的bootloader。以後會專門撰文介紹ub。這裡簡單說兩個點:

(最難的部分在於各個裝置的初始化了,需要結合開發板的datasheet來做)

其中,關於sdram.pdf,**已經移到了:

Fitnesse用系列三

動態決策表 動態決策表是新出,版本號到今年年初還沒有了。我看了看文件和演示文稿樣本,其效果是作為一種輔助通用決策表。它不是easy匹配的名稱和發射。但假設只有乙個或兩個引數。不管名字怎麼都找不到,這並不意味著。所以我覺得動態表主要是為了給那些誰擁有大量的情況下設計的輸入引數。userguide演示樣...

MySQL系列之Natural Join用法

natural join即自然連線,natural join等同於inner join或inner using,其作用是將兩個表中具有相同名稱的列進行匹配 用的圖例 natural join特徵 建立兩張表 create table t1 id int desc1 varchar 50 desc2 ...

StringGrid系列文章2

在string的灰色單元中寫的字能夠分成兩行 stringgrid控制項如何連線按鈕控制項 mouse在tstringgrid外單擊時,tstringgrid如何得到通知 如何在stringgrid當前行第一列也像dbgrid樣標出箭頭呢 如何在delphi 的stringgrid 控制項的 cel...