Linux内核启动：详解根文件系统挂载过程与initramfs演变

本文主要解析Linux内核启动过程中根文件系统的挂载过程，重点集中在虚拟rootfs（包括initramfs和image-initrd）的发展与应用上。在Linux系统中，根文件系统(rootfs)是系统启动初期的核心部分，负责承载和管理操作系统的基本结构和初始化任务。 首先，文章提到了两种类型的rootfs：虚拟rootfs和真实rootfs。虚拟rootfs是现代Linux内核趋势的一部分，它允许将部分初始化工作移到用户空间，以保持内核的轻量级。initramfs（内核初始ramfs）是Linux 2.5引入的概念，通过在内核镜像中附加一个CPIO包，包含了自包含的、小型的文件系统，当内核启动时会加载并执行其中的初始化代码，从而简化了内核初始化过程，同时也提供了更大的定制灵活性。另一种常见的虚拟rootfs形式是image-initrd，它是传统的格式，但同样基于CPIO。 文章随后详细阐述了rootfs在系统初始化时的角色，尤其是在内存中的根结点（/节点），这是系统启动早期至关重要的部分。这部分内容在《Linux启动过程分析》和文件系统理论中也有深入讲解，但作者在这里重新强调，以确保读者对整个流程有连贯的理解。 在实际的挂载过程中，`Start_kernel()`函数首先调用`mnt_init()`，这个阶段涉及到了内核对根文件系统的加载和挂载。内核会检查根文件系统是否正确配置，并在必要时进行加载，如从物理设备、网络或虚拟环境中获取。一旦根文件系统被挂载，内核的其余部分才能继续执行后续的系统初始化和服务启动。 本文深入剖析了Linux内核启动时根文件系统挂载的关键步骤，特别是虚拟rootfs的实现和作用，这对于理解Linux内核的工作原理以及优化系统性能有着重要意义。对于Linux系统管理员和开发者来说，掌握这一核心概念有助于他们更好地进行系统维护和定制开发。