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一、vmlinux、vmlinuz、zImage、bzImage、uImage
2、initramfs（Initial RAM Filesystem）
一、vmlinux、vmlinuz、zImage、bzImage、uImage
vmlinux
是编译出来的最原始的内核文件，未经压缩的原始Linux内核可执行文件（ELF格式），包含调试符号，体积非常大。
主要用于内核调试（如用GDB分析崩溃），不直接用于启动系统。
vmlinuz
vmlinux的压缩版本（名称中的 z 表示压缩），去除了调试符号，体积更小，是bzImage/zImage文件的拷贝或指向bzImage/zImage的链接
实际用于系统启动的通用内核文件名称（如 /boot/vmlinuz-<version>）
zImage
使用gzip压缩的小型内核镜像（适用于老式引导器），大小限制在约512KB
bzImage
Big zImage，同样压缩但支持更大内核（现代x86系统的标准格式）
大多数x86架构系统的标准启动文件（如 /boot/bzImage-<version>）
uImage
uboot专用的内核镜像格式，在zImage/bzImage前添加U-Boot头（包含加载地址等信息）
嵌入式系统中使用U-Boot引导时必需的文件（如ARM开发板）
二、initrd 和 initramfs
initrd（Initial RAM Disk）和 initramfs（Initial RAM Filesystem）都是 Linux 内核在启动过程中使用的临时根文件系统，用于在挂载真正的根文件系统之前提供必要的驱动、工具和脚本。尽管它们的目的一致，但实现方式不同。以下是它们的区别、工作原理及使用场景：
1、initrd（Initial RAM Disk）
基于块设备：
initrd是一个压缩的磁盘映像（通常是gzip压缩的ext2或cramfs文件系统），由引导加载器（如 GRUB）加载到内存。需要挂载：内核将其视为一个块设备（如
/dev/ram0），并挂载为临时根文件系统（/）。固定大小：需要预先分配固定大小的内存，可能导致资源浪费或空间不足。
工作流程
（1）引导加载器（如 GRUB）加载内核（vmlinuz）和 initrd 到内存。
（2）内核解压 initrd 并挂载为临时根文件系统（/）。
（3）initrd 中的 /linuxrc 或 /init 脚本执行，加载必要的模块（如磁盘驱动、LVM、加密等）。
（4）脚本挂载真正的根文件系统（如 /dev/sda1），并切换根目录（pivot_root 或 chroot）。
（5）真正的 init 进程（如 systemd 或 SysVinit）接管，initrd 被卸载。
由于其基于块设备，效率较低。且大小固定不够灵活，因此现代 Linux 系统已逐渐淘汰initrd，改用initramfs。
2、initramfs（Initial RAM Filesystem）
基于 tmpfs（内存文件系统）：initramfs是一个
cpio归档文件（通常用gzip压缩），直接解压到内核的内存文件系统（tmpfs）。无需挂载：内核直接将其解压到根文件系统，无需额外的块设备驱动。
动态大小：按需使用内存，更高效灵活。
现代标准：从 Linux 2.6 开始成为默认机制。
工作流程
引导加载器 加载内核（
vmlinuz）和initramfs到内存。内核将
initramfs解压到tmpfs并作为初始根文件系统（/）。/init（通常是 shell 脚本或systemd）执行，加载必要的驱动和工具。挂载真正的根文件系统，并切换根目录（
pivot_root）。真正的
init进程接管，initramfs被释放。
更快的启动速度（无需挂载块设备）。动态调整大小，节省内存。支持更复杂的早期用户空间（如
systemd在 initramfs 中运行）。
3、initrd vs. initramfs 对比
| 特性 | initrd | initramfs |
|---|---|---|
| 存储方式 | 块设备（如 /dev/ram0） |
tmpfs（内存文件系统） |
| 格式 | 磁盘映像（ext2+gzip） |
cpio 归档（gzip 压缩） |
| 挂载方式 | 需要挂载为块设备 | 直接解压到内存 |
| 大小 | 固定大小 | 动态调整 |
| 性能 | 较慢（需块设备访问） | 更快（直接内存访问） |
| 现代使用 | 已淘汰（旧系统可能使用） | 现代 Linux 默认机制 |
4. 如何查看和生成 initramfs
（1）查看 initramfs 内容
lsinitramfs /boot/initramfs-$(uname -r).img
# 或
unmkinitramfs /boot/initramfs-$(uname -r).img /tmp/initramfs（2）生成initramfs
# Debian/Ubuntu（使用 update-initramfs）
update-initramfs -u -k $(uname -r)
# RHEL/CentOS（使用 dracut）
dracut --force /boot/initramfs-$(uname -r).img $(uname -r)（3）手动创建 initramfs
# 1. 创建一个简单的 initramfs 目录结构
mkdir -p initramfs/{bin,dev,proc,sys}
# 2. 复制必要的工具（如 busybox）
cp /bin/busybox initramfs/bin/
# 3. 创建 init 脚本（必须是可执行的）
echo -e '#!/bin/sh\nmount -t proc proc /proc\nexec /bin/sh' > initramfs/init
chmod +x initramfs/init
# 4. 打包成 cpio.gz
(cd initramfs && find . | cpio -H newc -o | gzip > ../initramfs.cpio.gz)三、SystemV 和 SystemD 的区别
SystemV 和 SystemD 是 Linux 系统中两种不同的初始化（init）系统，用于管理系统的启动和服务。
| 特性 | SystemV (SysV) | SystemD |
|---|---|---|
| 启动方式 | 顺序执行脚本（串行） | 并行启动服务 |
| 运行级别 | 0-6（如 runlevel3=多用户模式） | 使用 target（如 multi-user.target） |
| 服务管理 | /etc/init.d/ 脚本 + service/chkconfig |
systemctl + .service 单元文件 |
| 日志管理 | 依赖 syslog |
内置 journalctl |
| 依赖管理 | 手动定义启动顺序 | 自动依赖解析 |
| 默认配置文件 | /etc/inittab |
/etc/systemd/system/default.target |
根据Linux内核驱动流程，在架构有关的汇编代码完成特定初始化后，会调用start_kernel开始内核的初始化工作；
- start_kernel函数中有关根文件系统挂载的简要执行流程概述如下：
start_kernel
→ vfs_caches_init()
→ mnt_init()
→ init_rootfs() // 注册rootfs
→ init_mount_tree() // 挂载rootfs到/
→ rest_init()
→ kernel_init()
→ do_basic_setup()
→ populate_rootfs() // 处理initramfs/initrd
→ 检查/init是否存在？
→ 是：执行init_post() // 用户空间接管
→ 否：prepare_namespace()
→ mount_root() // 挂载真实根文件系统
→ sys_mount(".", "/", MS_MOVE) // 切换根目录- 其中，rest_init函数中依次创建了三个进程，idle进程，init进程以及kthreadd进程；
- kernel_init函数中调用do_basic_setup函数，解压释放initramfs类型文件系统到rootfs的根目录，其中就必须包括
/init可执行文件；
对于采用SystemV管理的系统
在系统启动过程中，/init可执行文件通常是init程序本身，在制作initramfs根文件系统时，需要将init程序打包进去，并确保/init指向这个init程序。init程序启动后，会读取/etc/inittab文件来确定系统的默认运行级别，并执行相应的脚本。
具体步骤如下：
- 制作initramfs根文件系统时，将init程序打包进去。
- 创建/init到init程序的软链接。
- init程序启动后，读取/etc/inittab文件，确定系统的默认运行级别。
- 根据运行级别，init程序会执行/etc/rc.d/rc script，该脚本会进一步调用/etc/rc.d/rc<number>脚本（其中<number>是运行级别）。
- /etc/rc.d/rc<number>脚本会启动或停止相应的服务，以完成系统的初始化过程。
对于采用SystemD管理的系统，
- 实际上
/init可执行文件是systemd的符号链接，所以在init_post函数中执行的用户进程即为systemd; - 在制作initramfs根文件系统时，将systemd程序也打包进去，创建
/init到systemd的软链接，即可启动systemd; - systemd启动后，完成后续的linux操作系统加载过程。