Ubuntu Manpage: initrd - vom Boot-Loader initialisierte RAM-Disk

BEZEICHNUNG

       initrd - vom Boot-Loader initialisierte RAM-Disk

KONFIGURATION

       Die  Initrd  (/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 Root-Dateisystem 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 Root-Geräts
geladen. Nach dem Laden der zusätzlichen Module wird ein neues Root-Dateisystem (d. h. das
normale Root-Dateisystem) 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
Root-Dateisystem ein.

4. Wenn das angegebene normale Root-Dateisystem auch das anfängliche Root-Dateisystem ist
(z.B. /dev/ram0), springt der Kernel zum letzten Schritt für die übliche Boot-Sequenz.

5. Wenn im anfänglichen Root-Dateisystem 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
Root-Dateisystem eingebunden. (Wenn /linuxrc beendet wird, wenn noch Dateisysteme im
anfänglichen Root-Dateisystem eingehängt sind, dann ist das Verhalten des Kernels NICHT
FESTGELEGT; siehe den Abschnitt ANMERKUNGEN für das aktuelle Kernel-Verhalten.)

7. Wenn im normalen Root-Dateisystem 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 Root-Dateisystem
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
Root-Dateisystem 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 Root-Dateisystem 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 Root-Dateisystem enthalten.

Wechsel des normalen Root-Dateisystems
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 Root-Dateisystem verwendet. Für ein über NFS eingebundenes
normales Root-Dateisystem 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 Root-Dateisysteme lesen Sie die Kernel-Dokumentation in der Datei
Documentation/filesystems/nfsroot.txt. Weitere Informationen über das Einstellen des
Root-Dateisystems finden sich in den Dokumentationen von LILO und LOADLIN.

Die ausführbare Datei /linuxrc kann auch das normale Root-Gerät ändern. Damit /linuxrc das
normale Root-Gerät ändern kann, muss /proc eingehängt sein. Nach dem Einhängen von /proc
ändert /linuxrc das normale Root-Gerät 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 physikalisches Root-Gerät wird geändert, indem
/linuxrc die Gerätenummer des neuen Root-Dateisystems in /proc/sys/kernel/real-root-dev
schreibt. Für ein NFS-Root-Dateisystem wird das Root-Gerät 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 Root-Gerät auf /dev/hdb1 ändern:

echo 0x365 >/proc/sys/kernel/real-root-dev

Ein NFS-Beispiel: Die folgenden Shell-Befehlszeilen würden das normale Root-Gerät 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
Root-Dateisystems ist veraltet. Die Linux-Kernel-Quelldatei Documentation/initrd.txt sowie
pivot_root(2) und pivot_root(8) informieren über das moderne Verfahren zur Änderung des
Root-Dateisystems.

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
Root-Dateisystems (z.B. Gerätetyp, Gerätetreiber, Dateisystem) und (2) der
Installationsmedien (z.B. CD-ROM, Netzwerk, Band, ...) erforderlich ist. Sie kann den
Benutzer danach fragen, die Geräte selbst suchen oder einen hybriden Ansatz verfolgen.

3. Die ausführbare Datei /linuxrc lädt die notwendigen Module aus dem anfänglichen
Root-Dateisystem.

4. Die ausführbare Datei /linuxrc erstellt und füllt das Root-Dateisystem. (In diesem
Stadium muss das normale Root-Dateisystem noch kein vollständiges System sein.)

5. Die ausführbare Datei /linuxrc schreibt /proc/sys/kernel/real-root-dev, hängt /proc,
das normale Root-Dateisystem und alle weiteren von ihm eingehängten Dateisysteme aus
und beendet sich dann.

6. Der Kernel bindet dann das normale Root-Dateisystem 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 /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 Root-Dateisystem-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/initrd.txt  im Linux-Kernelquelltext-Verzeichnis und die Dokumentationen von
       LILO, LOADLIN und SYSLINUX

KOLOPHON

       Diese Seite  ist  Teil  der  Veröffentlichung  4.04  des  Projekts  Linux-man-pages.  Eine
       Beschreibung  des  Projekts,  Informationen,  wie  Fehler gemeldet werden können sowie die
       aktuelle Version dieser Seite finden sich unter http://www.kernel.org/doc/man-pages/.

ÜBERSETZUNG

       Die  deutsche  Übersetzung  dieser  Handbuchseite  wurde  von  Martin   Eberhard   Schauer
       <Martin.E.Schauer@gmx.de> und Mario Blättermann <mario.blaettermann@gmail.com> erstellt.

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