网站建设常用的开发语言介绍,淮南市网站建设,用户界面,wordpress同时置顶多篇文章------------------------------------------ 本文系本站原创,欢迎转载!转载请注明出处:http://ericxiao.cublog.cn/------------------------------------------ 一#xff1a;前言前段时间在编译kernel的时候发现rootfs挂载不上。相同的root选项设置旧版的image却可以。为了…------------------------------------------ 本文系本站原创,欢迎转载! 转载请注明出处:http://ericxiao.cublog.cn/ ------------------------------------------ 一前言 前段时间在编译kernel的时候发现rootfs挂载不上。相同的root选项设置旧版的image却可以。为了彻底解决这个问题。研究了一下rootfs的挂载过程。特总结如下,希望能给这部份知识点比较迷茫的朋友一点帮助。 二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 关于这两种虚拟文件系统的制作请自行参阅其它资料 三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 linux启动过程分析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。 Start_kernel()àmnt_init(): void __init mnt_init(void) { …… …… init_rootfs(); init_mount_tree(); } Init_rootfs的代码如下 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; } 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 static void __init init_mount_tree(void) { struct vfsmount *mnt; struct mnt_namespace *ns; struct path root; mnt do_kern_mount(rootfs, 0, rootfs, NULL); if (IS_ERR(mnt)) panic(Cant create rootfs); ns kmalloc(sizeof(*ns), GFP_KERNEL); if (!ns) panic(Cant 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); } 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. 四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(): 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 * were essentially up and running. Get rid of the * initmem segments and start the user-mode stuff.. */ init_post(); return 0; } 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 static void __init do_basic_setup(void) { /* drivers will send hotplug events */ init_workqueues(); usermodehelper_init(); driver_init(); init_irq_proc(); do_initcalls(); } 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 rootfs_initcall(populate_rootfs); 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 static int __init populate_rootfs(void) { char *err unpack_to_rootfs(__initramfs_start, __initramfs_end - __initramfs_start, 0); if (err) panic(err); if (initrd_start) { #ifdef CONFIG_BLK_DEV_RAM int fd; printk(KERN_INFO checking if image is initramfs...); err unpack_to_rootfs((char *)initrd_start, initrd_end - initrd_start, 1); if (!err) { printk( it is/n); unpack_to_rootfs((char *)initrd_start, initrd_end - initrd_start, 0); free_initrd(); return 0; } printk(it isnt (%s); looks like an initrd/n, err); fd sys_open(/initrd.image, O_WRONLY|O_CREAT, 0700); if (fd 0) { sys_write(fd, (char *)initrd_start, initrd_end - initrd_start); sys_close(fd); free_initrd(); } #else printk(KERN_INFO Unpacking initramfs...); err unpack_to_rootfs((char *)initrd_start, initrd_end - initrd_start, 0); if (err) panic(err); printk( done/n); free_initrd(); #endif } return 0; } unpack_to_rootfs顾名思义就是解压包并将其释放至rootfs。它实际上有两个功能一个是释放包一个是查看包看其是否属于cpio结构的包。功能选择是根据最后的一个参数来区分的. 在这个函数里对应我们之前分析的三种虚拟根文件系统的情况。一种是跟kernel融为一体的initramfs.在编译kernel的时候通过链接脚本将其存放在__initramfs_start至__initramfs_end的区域。这种情况下直接调用unpack_to_rootfs将其释放到根目录.如果不是属于这种形式的。也就是__initramfs_start和__initramfs_end的值相等长度为零。不会做任何处理。退出. 对应后两种情况。从代码中看到必须要配制CONFIG_BLK_DEV_RAM才会支持image-initrd。否则全当成cpio-initrd的形式处理。 对于是cpio-initrd的情况。直接将其释放到根目录。对于是image-initrd的情况。将其释放到/initrd.image.最后将initrd内存区域归入伙伴系统。这段内存就可以由操作系统来做其它的用途了。 接下来内核对这几种情况又是怎么处理的呢不要着急。往下看 回到kernel_init()这个函数 static int __init kernel_init(void * unused) { ……. ……. do_basic_setup(); /* * check if there is an early userspace init. If yes, let it do all * the work */ 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 * were essentially up and running. Get rid of the * initmem segments and start the user-mode stuff.. */ init_post(); return 0; } ramdisk_execute_command:在kernel解析引导参数的时候使用。如果用户指定了init文件路径即使用了“init”就会将这个参数值存放到这里。 如果没有指定init文件路径。默认为/init 对应于前面一段的分析我们知道对于initramdisk和cpio-initrd的情况都会将虚拟根文件系统释放到根目录。如果这些虚拟文件系统里有/init这个文件。就会转入到init_post()。 Init_post()代码如下 static int noinline init_post(void) { free_initmem(); unlock_kernel(); mark_rodata_ro(); system_state SYSTEM_RUNNING; numa_default_policy(); if (sys_open((const char __user *) /dev/console, O_RDWR, 0) 0) printk(KERN_WARNING Warning: unable to open an initial console./n); (void) sys_dup(0); (void) sys_dup(0); if (ramdisk_execute_command) { run_init_process(ramdisk_execute_command); printk(KERN_WARNING Failed to execute %s/n, ramdisk_execute_command); } /* * We try each of these until one succeeds. * * The Bourne shell can be used instead of init if we are * trying to recover a really broken machine. */ if (execute_command) { run_init_process(execute_command); printk(KERN_WARNING Failed to execute %s. Attempting defaults.../n, execute_command); } run_init_process(/sbin/init); run_init_process(/etc/init); run_init_process(/bin/init); run_init_process(/bin/sh); panic(No init found. Try passing init option to kernel.); } 从代码中可以看中会依次执行指定的init文件如果失败就会执行/sbin/init, /etc/init,, /bin/init,/bin/sh 注意的是run_init_process在调用相应程序运行的时候用的是kernel_execve。也就是说调用进程会替换当前进程。只要上述任意一个文件调用成功就不会返回到这个函数。如果上面几个文件都无法执行。打印出没有找到init文件的错误。 对于image-hdr或者是虚拟文件系统中没有包含 /init的情况会由prepare_namespace()处理。代码如下 void __init prepare_namespace(void) { int is_floppy; if (root_delay) { printk(KERN_INFO Waiting %dsec before mounting root device.../n, root_delay); ssleep(root_delay); } /* wait for the known devices to complete their probing */ while (driver_probe_done() ! 0) msleep(100); //mtd的处理 md_run_setup(); if (saved_root_name[0]) { root_device_name saved_root_name; if (!strncmp(root_device_name, mtd, 3)) { mount_block_root(root_device_name, root_mountflags); goto out; } ROOT_DEV name_to_dev_t(root_device_name); if (strncmp(root_device_name, /dev/, 5) 0) root_device_name 5; } if (initrd_load()) goto out; /* wait for any asynchronous scanning to complete */ if ((ROOT_DEV 0) root_wait) { printk(KERN_INFO Waiting for root device %s.../n, saved_root_name); while (driver_probe_done() ! 0 || (ROOT_DEV name_to_dev_t(saved_root_name)) 0) msleep(100); } is_floppy MAJOR(ROOT_DEV) FLOPPY_MAJOR; if (is_floppy rd_doload rd_load_disk(0)) ROOT_DEV Root_RAM0; mount_root(); out: sys_mount(., /, NULL, MS_MOVE, NULL); sys_chroot(.); } 这里有几个比较有意思的处理首先用户可以用root来指定根文件系统。它的值保存在saved_root_name中。如果用户指定了以mtd开始的字串做为它的根文件系统。就会直接去挂载。这个文件是mtdblock的设备文件。 否则将设备结点文件转换为ROOT_DEV即设备节点号 然后转向initrd_load()执行initrd预处理后再将具体的根文件系统挂载。 注意到在这个函数末尾。会调用sys_mount()来移动当前文件系统挂载点到”/”目录下。然后将根目录切换到当前目录。这样根文件系统的挂载点就成为了我们在用户空间所看到的”/”了. 对于其它根文件系统的情况会先经过initrd的处理。即 int __init initrd_load(void) { if (mount_initrd) { create_dev(/dev/ram, Root_RAM0); /* * Load the initrd data into /dev/ram0. Execute it as initrd * unless /dev/ram0 is supposed to be our actual root device, * in that case the ram disk is just set up here, and gets * mounted in the normal path. */ if (rd_load_image(/initrd.image) ROOT_DEV ! Root_RAM0) { sys_unlink(/initrd.image); handle_initrd(); return 1; } } sys_unlink(/initrd.image); return 0; } 建立一个ROOT_RAM)的设备节点并将/initrd/.image释放到这个节点中/initrd.image的内容就是我们之前分析的image-initrd。 如果根文件设备号不是ROOT_RAM0( 用户指定的根文件系统不是/dev/ram0就会转入到handle_initrd() 如果当前根文件系统是/dev/ram0.将其直接挂载就好了。 handle_initrd代码如下 static void __init handle_initrd(void) { int error; int pid; real_root_dev new_encode_dev(ROOT_DEV); create_dev(/dev/root.old, Root_RAM0); /* mount initrd on rootfs /root */ mount_block_root(/dev/root.old, root_mountflags ~MS_RDONLY); sys_mkdir(/old, 0700); root_fd sys_open(/, 0, 0); old_fd sys_open(/old, 0, 0); /* move initrd over / and chdir/chroot in initrd root */ sys_chdir(/root); sys_mount(., /, NULL, MS_MOVE, NULL); sys_chroot(.); /* * In case that a resume from disk is carried out by linuxrc or one of * its children, we need to tell the freezer not to wait for us. */ current-flags | PF_FREEZER_SKIP; pid kernel_thread(do_linuxrc, /linuxrc, SIGCHLD); if (pid 0) while (pid ! sys_wait4(-1, NULL, 0, NULL)) yield(); current-flags ~PF_FREEZER_SKIP; /* move initrd to rootfs /old */ sys_fchdir(old_fd); sys_mount(/, ., NULL, MS_MOVE, NULL); /* switch root and cwd back to / of rootfs */ sys_fchdir(root_fd); sys_chroot(.); sys_close(old_fd); sys_close(root_fd); if (new_decode_dev(real_root_dev) Root_RAM0) { sys_chdir(/old); return; } ROOT_DEV new_decode_dev(real_root_dev); mount_root(); printk(KERN_NOTICE Trying to move old root to /initrd ... ); error sys_mount(/old, /root/initrd, NULL, MS_MOVE, NULL); if (!error) printk(okay/n); else { int fd sys_open(/dev/root.old, O_RDWR, 0); if (error -ENOENT) printk(/initrd does not exist. Ignored./n); else printk(failed/n); printk(KERN_NOTICE Unmounting old root/n); sys_umount(/old, MNT_DETACH); printk(KERN_NOTICE Trying to free ramdisk memory ... ); if (fd 0) { error fd; } else { error sys_ioctl(fd, BLKFLSBUF, 0); sys_close(fd); } printk(!error ? okay/n : failed/n); } } 先将/dev/ram0挂载而后执行/linuxrc.等其执行完后。切换根目录再挂载具体的根文件系统. 到这里。文件系统挂载的全部内容就分析完了. 五小结 在本小节里。分析了根文件系统的挂载流程。并对几个虚拟根文件系统的情况做了详细的分析。理解这部份对我们构建linux嵌入式开发系统是很有帮助的. PS:参考资料ibm技术论坛的Linux2.6 内核的 Initrd 机制解析 附根文件系统挂载流程图 转载于:https://www.cnblogs.com/armlinux/archive/2011/03/30/2396825.html
