Linux内核启动：根文件系统切换与关键系统调用详解

本文主要探讨Linux根文件系统及其在内核启动过程中的核心作用，特别是与rootfs、根设备以及系统调用相关的内容。首先，内核启动初期，会从rootfs开始，这个阶段涉及到根设备的查找，如通过ramdisk、cpiok-initrd或image-initrd加载实际的根文件系统。理解这些步骤对于了解内核初始化至关重要。 2.1 内核启动流程中的根文件系统迁移：内核启动时，首先使用rootfs作为临时存储，通过解析早期参数（earlyparams）来确定后续的操作。根设备的查找是关键，因为它决定了文件系统的挂载位置。不同的引导方式可能涉及不同的设备映射，如通过initrd装载，内核会寻找适合的设备驱动加载实际的文件系统。 2.2 文件系统和内核的关系：内核通过dentry（目录项）和inode（节点）来管理文件和目录。dentry表示文件或目录的路径，而inode则包含了文件的元数据，如权限、大小和内容。内核通过系统调用如`sys_open()`、`sys_read()`和`sys_write()`来处理文件打开、读取和写入操作，确保用户空间和内核之间进行有效的文件操作。 2.3 系统调用详解：`sys_mount()`用于挂载文件系统，将一个文件系统挂载到内核的某个路径上，使得用户空间可以访问该文件系统的内容。`sys_mknod()`则是用于创建新的文件或特殊文件（如设备文件），它是创建文件系统对象的基础。 2.4 ext4文件系统：文章还提到了ext4文件系统的inode操作接口，这是目前常用的文件系统之一，它提供了丰富的功能和性能优化。 作者强调，本文中的代码示例均基于Linux 4.7.1版本，且删除了非主线任务的部分。后续内容将转向Linux网络相关主题，包括socket编程、路由机制、网络设备驱动等。 最后，作者鼓励读者在遇到文中描述不清或有疑问的地方，可通过电子邮件shaohui973@163.com进行交流讨论。在整个讨论中，读者将深入理解Linux内核与文件系统的交互以及其启动过程中的关键操作。