Kernel 與 initrd

Kernel 是作業系統的核心程式，所有的軟、硬體都是透過 kernel 做溝通的動作。若將一台安裝好的Linux電腦拆開來看，作業系統大致可以分成四個部份：軟體、shell、kernel 和硬體層。而與硬體關係最為密切的就是kernel，若有任何上層的軟體或指令需要使用到硬體的資源時，都必需要透過 kernel 才有辦法取得所需要的資源。


initrd (inital ramdisk) 是啟動系統所需要載入的檔案系統。下圖為 kernel 到 initrd 的流程圖。

kernel 會先在記憶體中製造一個 rootfs 當作臨時的空間供系統使用，然後將 initrd 當作是一個系統將其 mount 到 rootfs 上啟動。當 initrd 被載入後，必須做為 user 與 file system 的仲介，這需要有該檔案系統的模組及其他所有額外必須先被載入的模組，而此時提供適當的模組以讓開機流程繼續下去的就是 initrd。

在 initrd 中有以下幾個最要的觀念：

目錄架構：

當 kernel 啟動載入 initrd 時，並沒有任何系統的目錄架構，此時會先以 initrd 所提供的目錄當作是系統目錄。

dev 目錄：

dev 目錄中存在一些設備檔，當 initrd 被載入時，這些設備檔便可開始運作。

lib 目錄：

lib 目錄中存放了許多開機時所必須載入的模組。

init 檔：

initrd 中的script file，當 kernel 在讀取 initrd 時，會以此檔案的內容依序建立使用目錄及載入模所等所有大小事物。

在 initrd 建立好相關的檔案系統配置後，便開始慢慢轉向到載入作業系統的部份，下圖為 initrd 轉移到作業系統各階段的任務與實際使用上的關聯性。



越接近硬體的部份在愈下方，而作業系統是在最後才會被載入的，所以在最上面，而在操作作業系統時，大多是透過額外的機制去存取硬體，如：設備檔或sysfs等。因此，initrd 自然是從硬體層往上循序漸進，在將所有的硬體層部署完成後，以可以進入作業系統的部份。



參考書目：邱世華．《Linux 作業系統之奧義》．稅知文化