深度解析Linux根文件系统的挂载过程

《深度解析Linux根文件系统的挂载过程》要点：
本文介绍了深度解析Linux根文件系统的挂载过程，希望对您有用。如果有疑问，可以联系我们。

在前面的文章中介绍《Linux操作系统启动过程》,而Linux系统的根文件系统(root file system)的挂载过程则是其中一个重要环节,下面这部分内容来自于网络,经整理分享如下,希望能给这部份知识点比较迷茫的朋友一点帮助.

一、rootfs的种类

总的来说,rootfs分为两种：虚拟rootfs和真实rootfs.现在kernel的发展趋势是将更多的功能放到用户空间完成.以保持内核的精简.虚拟rootfs也是各linux发行厂商普遍采用的一种方式.可以将一部份的初始化工作放在虚拟的rootfs里完成.然后切换到真实的文件系统.
在虚拟rootfs的发展过程中.又有以下几个版本：

• initramfs: Initramfs是在 kernel 2.5中引入的技术,实际上它的含义就是：在内核镜像中附加一个cpio包,这个cpio包中包含了一个小型的文件系统,当内核启动时,内核将这个cpio包解开,并且将其中包含的文件系统释放到rootfs中,内核中的一部分初始化代码会放到这个文件系统中,作为用户层进程来执行.这样带来的明显的好处是精简了内核的初始化代码,而且使得内核的初始化过程更容易定制.这种这种方式的rootfs是包含在kernel image之中的.

• cpio-initrd: cpio格式的rootfs

• image-initrd: 传统格式的rootfs

二、rootfs文件系统的挂载过程

这里说的rootfs不同于上面分析的rootfs.这里指的是系统初始化时的根结点.即/结点.它是其于内存的rootfs文件系统.这部份之前在>和文件系统中已经分析过.为了知识的连贯性这里再重复一次.

[code lang=”c”]
Start_kernel()àmnt_init():
void __init mnt_init(void)
{
……
……
init_rootfs();
init_mount_tree();
}[/code]

Init_rootfs的代码如下：

[code lang=”c”]
int __init init_rootfs(void)
{
int err;

err = bdi_init(&ramfs_backing_dev_info);
if (err)
return err;

err = register_filesystem(&rootfs_fs_type);
if (err)
bdi_destroy(&ramfs_backing_dev_info);

return err;
}[/code]

这个函数很简单,就是注册了rootfs的文件系统.
init_mount_tree()代码如下：

[code lang=”c”]static void __init init_mount_tree(void)
{
struct vfsmount *mnt;
struct mnt_namespace *ns;
struct path root;

mnt = do_kern_mount("rootfs","rootfs",NULL);
if (IS_ERR(mnt))
panic("Can’t create rootfs");
ns = kmalloc(sizeof(*ns),GFP_KERNEL);
if (!ns)
panic("Can’t allocate initial namespace");
atomic_set(&ns->count,1);
INIT_LIST_HEAD(&ns->list);
init_waitqueue_head(&ns->poll);
ns->event = 0;
list_add(&mnt->mnt_list,&ns->list);
ns->root = mnt;
mnt->mnt_ns = ns;

init_task.nsproxy->mnt_ns = ns;
get_mnt_ns(ns);

root.mnt = ns->root;
root.dentry = ns->root->mnt_root;

set_fs_pwd(current->fs,&root);
set_fs_root(current->fs,&root);
}[/code]

在这里,将rootfs文件系统挂载.它的挂载点默认为”/”.最后切换进程的根目录和当前目录为”/”.这也就是根目录的由来.不过这里只是初始化.等挂载完具体的文件系统之后,一般都会将根目录切换到具体的文件系统.所以在系统启动之后,用mount命令是看不到rootfs的挂载信息的.

三、虚拟文件系统的挂载

根目录已经挂上去了,可以挂载具体的文件系统了.
在start_kernel()àrest_init()àkernel_init():

[code lang=”c”]static int __init kernel_init(void * unused)
{
……
……
do_basic_setup();
if (!ramdisk_execute_command)
ramdisk_execute_command = "/init";

if (sys_access((const char __user *) ramdisk_execute_command,0) != 0) {
ramdisk_execute_command = NULL;
prepare_namespace();
}

/*
* Ok,we have completed the initial bootup,and
* we’re essentially up and running. Get rid of the
* initmem segments and start the user-mode stuff..
*/
init_post();
return 0;
}[/code]

do_basic_setup()是一个很关键的函数,所有直接编译在kernel中的模块都是由它启动的.代码片段如下：

[code lang=”c”]static void __init do_basic_setup(void)
{
/* drivers will send hotplug events */
init_workqueues();
usermodehelper_init();
driver_init();
init_irq_proc();
do_initcalls();
}[/code]

Do_initcalls()用来启动所有在__initcall_start和__initcall_end段的函数,而静态编译进内核的modules也会将其入口放置在这段区间里.
跟根文件系统相关的初始化函数都会由rootfs_initcall()所引用.注意到有以下初始化函数：

[code lang=”c”]rootfs_initcall(populate_rootfs);[/code]

也就是说会在系统初始化的时候会调用populate_rootfs进行初始化.代码如下：

（编辑：温州站长网）

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