Linux 或 Unix " / " 如何在启动过程中被挂载？

Question

设备可以安装到路径。例如“/dev/sda1”可以挂载到“/home/user”。我不明白的是“ / ”在启动过程中是如何以及在哪里安装的。有帮忙解释吗？

Answer 1

在 Unix 系统的引导过程中，内核会做一些它在正常操作中不会做的事情。其中之一是在目录上挂载文件系统/；这与正常的挂载操作完全不同，因为挂载不是由mount系统调用触发的，并且目标目录不是现有目录。另一件事是将程序作为 PID 1 执行，这与正常操作不同，因为这会在不复制现有进程的情况下创建进程。

在不同的 Unix 变体中，这种“魔法”挂载根目录的方式是非常不同的。内核根据可以通过多种方式指定的配置参数来选择要挂载的设备：编译时配置、内核映像中的运行时配置、某些预定义内存位置中的运行时配置、命令行参数……在你的机器上运行，你需要查看你的 Unix 变体的文档，并找到你的机器是如何配置的。

为了了解它的工作原理，这里概述了现代 Linux 内核的运行方式。这不是最简单的例子，因为 Linux 有很多历史和不同的用例。

• Linux 可以从附加到路径的“特殊”文件系统开始，该文件系统/由存储在 RAM 中的文件组成。这个特殊的文件系统称为initramfs；它是 rootfs 文件系统类型的一个实例。initramfs 由引导加载程序通过依赖于体系结构的协议传递的内容填充，这些内容直接编译到引导加载程序加载到内存中的内核映像中。
• 或者，Linux 可以将设备挂载到/内核中的初始化代码可识别的受限（但很大）卷类型集的一部分。此类设备类型包括常见类型磁盘上常见类型分区上的任何文件系统（任何类似 SCSI 的东西，包括 ATA、USB 等），以及 RAM 磁盘和 NFS 安装。
• 根据所采用的路径，初始根文件系统可能会在以后被隐藏或替换为另一个。阴影是 initramfs 发生的事情，这就是大多数桌面和服务器系统的运行方式（另一方面，嵌入式系统通常具有硬编码的根文件系统）。替换是initrd发生的事情，它是一种特殊的 RAM 磁盘。initramfs 或 initrd 的工作是加载驱动程序，这些驱动程序提供将在正常操作中使用的“真实”根文件系统。

Answer 2

这是来自bootup(7)Ubuntu 机器上的手册：

系统引导涉及许多不同的组件。开机后，系统 BIOS 将立即进行最少的硬件初始化，并将控制权移交给存储在持久存储设备上的引导加载程序。该引导加载程序随后将从磁盘（或网络）调用操作系统内核。在 Linux 情况下，该内核（可选）提取并执行初始 RAM 磁盘映像 ( initrd)，例如由 生成的dracut(8)，它会查找根文件系统（可能systemd(1)用于此目的）。找到并挂载根文件系统后，将initrd控制权移交给主机的系统管理器（例如systemd(1)) 存储在操作系统映像上，然后负责探测所有剩余的硬件，安装所有必要的文件系统并生成所有配置的服务。

您可以通过man boot阅读它并没有找到答案，而是看到bootup(7)手册底部的“另请参阅：”找到了这一点。

出于好奇，我随后查看了手册initrd：

在第一个启动阶段，内核启动并从/dev/initrd（例如，由启动加载程序初始化的 RAM 磁盘）的内容安装初始根文件系统。在第二阶段，从初始根设备的内容加载附加驱动程序或其他模块。加载附加模块后，一个新的根文件系统（即普通的根文件系统）从不同的设备上安装。

您提到了“Unix”，所以我也会向您指出 OpenBSD第一阶段系统引导程序和第二阶段引导程序的文档。