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BEZEICHNUNG
initrd - vom Boot-Loader initialisierte RAM-Disk
KONFIGURATION
/dev/initrd ist ein nur lesbares Blockgerät mit der Major-Nummer 1 und der Minor-Nummer
250. Typischerweise ist der Besitzer von /dev/initrd root.disk; die Zugriffsrechte sind
auf 0400 gesetzt (Lesezugriff nur für root). Wenn /dev/initrd nicht schon im Linux-System
eingerichtet wurde, kann sie mit den folgenden Befehlen erstellt werden:
mknod -m 400 /dev/initrd b 1 250
chown root:disk /dev/initrd
Auch muss Unterstützung für sowohl »RAM-Disk« als auch »Initial RAM Disk« (z. B.
CONFIG_BLK_DEV_RAM=y und CONFIG_BLK_DEV_INITRD=y) direkt in den Linux-Kernel kompiliert
werden, um /dev/initrd zu verwenden. Wird /dev/initrd verwendet, kann der RAM-Disk-Treiber
nicht als Modul geladen werden.
BESCHREIBUNG
Die Spezialdatei /dev/initrd ist ein nur lesbares Blockgerät. Dieses Gerät ist eine
RAM-Disk, die vom Boot-Loader initialisiert (z.B. geladen) wird, bevor der Kernel
gestartet wird. Der Kernel kann dann den Inhalt von /dev/initrd für einen zweiphasigen
Systemstart verwenden.
In der ersten Phase startet der Kernel und bindet ein erstes Wurzeldateisystem mit
Inhalten von /dev/initrd ein (z. B. die vom Boot-Loader initialisierte RAM-Disk). In der
zweiten Phase werden zusätzliche Treiber oder andere Module aus dem Inhalt des ersten
Wurzelgeräts geladen. Nach dem Laden der zusätzlichen Module wird ein neues
Wurzeldateisystem (d. h. das normale Wurzeldateisystem) von einem anderen Gerät
eingebunden.
Der Boot-Vorgang
Beim Booten mit initrd startet das System wie folgt:
1. Der Boot-Loader lädt den Kernel und den Inhalt von /dev/initrd in den Speicher.
2. Wenn der Kernel startet, dekomprimiert und kopiert er den Inhalt des Gerätes
/dev/initrd auf Gerät /dev/ram0 und gibt dann den Speicher frei, den /dev/initrd
belegte.
3. Der Kernel bindet dann das Gerät /dev/ram0 schreib- und lesbar als anfängliches
Wurzeldateisystem ein.
4. Wenn das angegebene normale Wurzeldateisystem auch das anfängliche Wurzeldateisystem
ist (z.B. /dev/ram0), springt der Kernel zum letzten Schritt für die übliche
Boot-Sequenz.
5. Wenn im anfänglichen Wurzeldateisystem die ausführbare Datei /linuxrc vorhanden ist,
wird sie mit UID 0 ausgeführt. (Die Datei /linuxrc muss über Ausführungsrechte
verfügen. Sie kann eine beliebige gültige, ausführbare Datei sein, also auch ein
Shell-Skript.)
6. Wenn /linuxrc nicht ausgeführt oder wenn /linuxrc beendet wird, wird das normale
Wurzeldateisystem eingebunden. (Wenn /linuxrc beendet wird, wenn noch Dateisysteme im
anfänglichen Wurzeldateisystem eingehängt sind, dann ist das Verhalten des Kernels
NICHT FESTGELEGT; siehe den Abschnitt ANMERKUNGEN für das aktuelle Kernel-Verhalten.)
7. Wenn im normalen Wurzeldateisystem ein Verzeichnis /initrd vorhanden ist, wird das
Gerät /dev/ram0 von / auf /initrd gelegt. Wenn das Verzeichnis /initrd nicht vorhanden
ist, wird das Gerät /dev/ram0 ausgehängt. (Wenn /dev/ram0 von / nach /initrd verschoben
wird, wird /dev/ram0 nicht ausgehängt und damit können Prozesse weiterhin von /dev/ram0
ausgeführt werden. Wenn das Vorzeichnis /initrd nicht auf dem normalen
Wurzeldateisystem existiert und noch weiterhin Prozesse von /dev/ram0 ausgeführt
werden, wenn /linuxrc sich beendet, ist das Verhalten des Kernels NICHT FESTGELEGT;
siehe den Abschnitt ANMERKUNGEN für das aktuelle Kernel-Verhalten.)
8. Die übliche Boot-Sequenz (z.B. Aufruf von /sbin/init) wird auf dem normalen
Wurzeldateisystem durchgeführt.
Optionen
Die folgenden Optionen des Boot-Loaders wirken sich auf das Verhalten des Kernels beim
Systemstart aus, wenn sie mit initrd verwendet werden:
initrd=Dateiname
Gibt die Datei an, die als Inhalt von /dev/initrd geladen wird. Für LOADLIN ist das
eine Befehlszeilenoption. Für LILO müssen Sie diesen Befehl in der
LILO-Konfigurationsdatei /etc/lilo.config verwenden. Die mit dieser Option
angegebene Datei ist typischerweise ein komprimiertes Dateisystem-Abbild.
noinitrd
Diese Boot-Option deaktiviert den zweiphasigen Systemstart. Der Kernel führt die
übliche Boot-Sequenz aus, als ob /dev/initrd nicht initialisiert wurde. Mit dieser
Option bleiben alle vom Boot-Loader in den Speicher geladenen Inhalte von
/dev/initrd erhalten. Diese Option ermöglicht, dass der Inhalt von /dev/initrd aus
beliebigen Daten bestehen kann und nicht auf Dateisystem-Abbilder beschränkt sein
muss. Allerdings ist das Gerät /dev/initrd schreibgeschützt und kann nur einmal
nach dem Systemstart gelesen werden.
root=Gerätename
Gibt das Gerät an, das als normales Wurzeldateisystem verwendet werden soll. Für
LOADLIN ist dies ist eine Befehlszeilen-Option. Für LILO kann diese Option beim
Systemstart oder als Optionszeile in der LILO-Konfigurationsdatei /etc/lilo.config
verwendet werden. Das durch diese Option angegebene Gerät muss eingehängt werden
können und ein geeignetes Wurzeldateisystem enthalten.
Wechsel des normalen Wurzeldateisystems
Standardmäßig werden die Kernel-Einstellungen (z. B. mit rdev(8) in der Kernel-Datei
gesetzt oder in die Kernel-Datei kompiliert) oder die Options-Einstellungen des
Boot-Loaders für das normale Wurzeldateisystem verwendet. Für ein über NFS eingebundenes
normales Wurzeldateisystem müssen die Boot-Optionen nfs_root_name und nfs_root_addrs
genutzt werden, um die NFS-Einstellungen zu übergeben. Für weitere Informationen über via
NFS eingebundene Wurzeldateisysteme lesen Sie die Kernel-Dokumentation in der Datei
Documentation/filesystems/nfs/nfsroot.txt (oder Documentation/filesystems/nfsroot.txt vor
Linux 2.6.33). Weitere Informationen über das Einstellen des Wurzeldateisystems finden
sich in den Dokumentationen von LILO und LOADLIN.
Die ausführbare Datei /linuxrc kann auch das normale Wurzelgerät ändern. Damit /linuxrc
das normale Wurzelgerät ändern kann, muss /proc eingehängt sein. Nach dem Einhängen von
/proc ändert /linuxrc das normale Wurzelgerät durch das Schreiben in die proc-Dateien
/proc/sys/kernel/real-root-dev, /proc/sys/kernel/nfs-root-name und
/proc/sys/kernel/nfs-root-addrs. Ein physisches Wurzelgerät wird geändert, indem /linuxrc
die Gerätenummer des neuen Wurzeldateisystems in /proc/sys/kernel/real-root-dev schreibt.
Für ein NFS-Wurzeldateisystem wird das Wurzelgerät geändert, indem /linuxrc die
NFS-Einstellung in die Dateien /proc/sys/kernel/nfs-root-name und
/proc/sys/kernel/nfs-root-addrs schreibt und dann 0xff (z. B. die NFS-Pseudo-Gerätenummer)
in die Datei /proc/sys/kernel/real-root-dev schreibt. Zum Beispiel würde der folgende
Shell-Befehl das normale Wurzelgerät auf /dev/hdb1 ändern:
echo 0x365 >/proc/sys/kernel/real-root-dev
Ein NFS-Beispiel: Die folgenden Shell-Befehlszeilen würden das normale Wurzelgerät für ein
System mit der IP-Nummer 193.8.232.2 und dem Namen »idefix« auf das NFS-Verzeichnis
/var/nfsroot auf einem NFS-Server mit der IP-Nummer 193.8.232.7 im lokalen Netzwerk
ändern:
echo /var/nfsroot >/proc/sys/kernel/nfs-root-name
echo 193.8.232.2:193.8.232.7::255.255.255.0:idefix \
>/proc/sys/kernel/nfs-root-addrs
echo 255 >/proc/sys/kernel/real-root-dev
Hinweis: Die Verwendung von /proc/sys/kernel/real-root-dev für die Änderung des
Wurzeldateisystems ist veraltet. Die Linux-Kernel-Quelldatei
Documentation/admin-guide/initrd.rst (oder Documentation/initrd.txt vor Linux 4.10) sowie
pivot_root(2) und pivot_root(8) informieren über das moderne Verfahren zur Änderung des
Wurzeldateisystems.
Verwendung
Die Hauptmotivation für die Implementierung von initrd war, bei der Installation des
Systems eine modulare Kernel-Konfiguration zu ermöglichen.
Ein mögliches Szenario für eine Systeminstallation ist das folgende:
1. Das Ladeprogramm startet von einer Diskette oder einem anderen Medium mit einem
minimalen Kernel (beispielsweise mit Unterstützung für /dev/ram, /dev/initrd und das
ext2-Dateisystem) und lädt /dev/initrd mit einer komprimierten Version des anfänglichen
Dateisystems.
2. Die ausführbare Datei /linuxrc bestimmt, was für (1) das Einhängen des normalen
Wurzeldateisystems (z.B. Gerätetyp, Gerätetreiber, Dateisystem) und (2) der
Installationsmedien (z.B. CD-ROM, Netzwerk, Band, …) erforderlich ist. Dies kann durch
Befragung des Benutzers, dem Selbstuchen des Gerätes oder mit einem hybriden Ansatz
erfolgen.
3. Die ausführbare Datei /linuxrc lädt die notwendigen Module aus dem anfänglichen
Wurzeldateisystem.
4. Die ausführbare Datei /linuxrc erstellt und füllt das Wurzeldateisystem. (In diesem
Stadium muss das normale Wurzeldateisystem noch kein vollständiges System sein.)
5. Die ausführbare Datei /linuxrc schreibt /proc/sys/kernel/real-root-dev, hängt /proc,
das normale Wurzeldateisystem und alle weiteren von ihm eingehängten Dateisysteme aus
und beendet sich dann.
6. Der Kernel bindet dann das normale Wurzeldateisystem ein.
7. Nachdem das System intakt ist und darauf zugegriffen werden kann, kann der Boot-Loader
installiert werden.
8. Der Boot-Loader ist so konfiguriert, dass er in /dev/initrd ein Dateisystem mit dem
Satz von Modulen lädt, die beim Systemstart eingesetzt waren. (z.B. kann das Gerät
/dev/ram0 modifiziert, danach ausgehängt und schließlich sein Abbild (Image) in eine
Datei geschrieben werden.)
9. Das System ist nun bootfähig und zusätzliche Installationsaufgaben können durchgeführt
werden.
Die Schlüsselrolle von /dev/initrd im Vorgehenden ist es, die Konfigurationsdaten während
des normalen Betriebs weiter zu verwenden, ohne dass der ursprüngliche Kernel ausgewählt,
ein großer generischer Kernel eingesetzt oder ein Kernel neu kompiliert werden muss.
Ein zweites Szenario sind Netzwerk-Installationen, in denen Linux auf Systemen mit
verschiedenen Hardware-Konfigurationen läuft. In solchen Fällen kann es wünschenswert
sein, nur eine kleine Gruppe von Kerneln (im Idealfall nur einen) zu verwenden und den
systemspezifischen Teil der Konfigurationsinformationen so klein wie möglich zu halten.
Erstellen Sie für diesen Fall eine gemeinsame Datei mit allen benötigten Modulen. Dann
muss nur die Datei /linuxrc oder eine von /linuxrc ausgeführte Datei individuell angepasst
werden.
Ein drittes Szenario sind komfortable Reparatur-CDs. Weil Informationen wie die Position
der Wurzeldateisystem-Partition zur Boot-Zeit nicht erforderlich sind, kann das aus
/dev/initrd geladene System einen Dialog und/oder eine automatische Erkennung verwenden
und dem eine Plausibilitätsprüfung folgen lassen.
Nicht zuletzt können Linux-Distributionen auf CD-ROM initrd für die einfache Installation
von der CD-ROM verwenden. Die Distribution kann LOADLIN verwenden, um /dev/initrd direkt
von der CD-ROM zu laden und Disketten überflüssig zu machen. Die Distribution könnte auch
eine LILO-Bootdiskette verwenden und dann über /dev/initrd eine größere RAM-Disk von der
CD-ROM laden.
DATEIEN
/dev/initrd
/dev/ram0
/linuxrc
/initrd
ANMERKUNGEN
1. Beim aktuellen Kernel kann auf Dateisysteme, die während der Verschiebung von /dev/ram0
von / nach /initrd eingehängt waren, weiterhin zugegriffen werden. Die Einträge in
/proc/mounts werden aber nicht aktualisiert.
2. Mit dem aktuellen Kernel wird bei fehlendem /initrd /dev/ram0 nicht völlig ausgehängt
werden, wenn es von einem Prozess verwendet wird oder in /dev/ram0 ein Dateisystem
eingehängt ist. Wenn /dev/ram0 nicht vollständig ausgehängt ist, verbleibt /dev/ram0 im
Speicher.
3. Anwender von /dev/initrd sollten sich nicht auf das in diesen Anmerkungen beschriebene
Verhalten verlassen. Das Verhalten kann sich in zukünftigen Kernel-Versionen ändern.
SIEHE AUCH
chown(1), mknod(1), ram(4), freeramdisk(8), rdev(8)
Documentation/admin-guide/initrd.rst (oder Documentation/initrd.txt vor Linux 4.10) im
Linux-Kernelquelltext-Verzeichnis und die Dokumentationen von LILO, LOADLIN und SYSLINUX
KOLOPHON
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