Linux Kernel 2.2 Documentation:
/usr/src/linux/Documentation/initrd.txt
initrd.txt
起動用 RAM disk(initrd)の使い方
[プレインテキスト版]
- 原著作者: Werner Almesberger <almesber@lrc.epfl.ch> Hans Lermen <lermen@elserv.ffm.fgan.de>
- 翻訳者: こじまみつひろ <kojima@linet.gr.jp>
- バージョン: 2.2.0
- 翻訳日時: 1999/01/29
起動用 RAM disk(initrd)の使い方
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Written 1996 by Werner Almesberger <almesber@lrc.epfl.ch> and
Hans Lermen <lermen@elserv.ffm.fgan.de>
翻訳：こじまみつひろ<isle@st.rim.or.jp>
initrd はブートローダーに RAM ディスクをロードする機能を付加します。こ
の RAM ディスクはルートファイルシステムとしてマウントされ、そこから各
種のプログラムを起動することが可能です。その後、本当のルートファイルシ
ステムを別のデバイスからマウントし、initrd が作ったルートファイルシス
テムは /initd ディレクトリに移すかアンマウントします。
initrd はシステムを 2 段階で起動するために作成されました。まず最初の段
階で最低限のドライバのみを組みこんだカーネルを起動し、initrd から各種
のモジュールをロードするようにします。
操作方法
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initrd を使うと、システムは以下のように起動します。
1) まずブートローダーがカーネルと起動用 RAM ディスクをロードする
2) カーネルは起動用 RAM ディスク(initrd)を「普通の」 RAM ディスクに
変換し、initrd が使っていたメモリを解放する。
3) initrd はルートパーティションとして読み書き可能でマウントされる。
4) ルートパティションにある /linurc が実行される(このファイルは実行
可能であれば、シェルスクリプトも含めてどんなファイルでもいい。
/linuxrc は uid 0 で実行され、基本的に init ができる全てのことが
実行可能)
5) linuxrc が終了すれば、「本当の」ルートファイルシステムがマウントされる。
6) ルートファイルシステムに initrd というディレクトリがあれば、
initrd の内容はそのディレクトリに移される。ディレクトリが無ければ
initrd はアンマウントされる。
7) 新たにマウントされた「本当の」ルートファイルシステムから、
(/sbin/init を起動する)通常の起動過程が実行される。
注意 1 : initrd を / から /initrd に移す際には unmount しませんので、
initrd 上にあるプロセスが動いているままでも移すことができます(あるいは
ファイルシステムをマウントしたままにする、詳細は後述)。もし /initrd ディ
レクトリが無ければ、initrd はその上のプログラムが使われなくなった時点
でアンマウントするしかありません。アンマウントできない場合、メモリにそ
のまま残ります。
注意 2： initrd の下にマウントされたファイルシステムも引き続きアクセス
可能ですが、/proc/mounts のエントリは更新されません。また、/initrd が
なく、initrd がアンマウントできない場合、その下のファイルシステムごと
「消滅」して、それらが再マウントされることを防ぎます。ですから、initrd
から通常のファイルシステムに移行する際には、通常、ルートファイルシステ
ムと /proc 以外のファイルシステムは全てアンマウントすることをお勧めし
ます。
起動用 RAM ディスクが利用していたメモリを解放するためには /initrd をア
ンマウント後、freeramdisk(「プログラムの入手先」の節を参照)コマンドを
実行します。
起動時のコマンドラインオプション
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initrd 用に新しいオプションが用意されました。
initrd=<path> (LOADLIN only)
指定したファイルを起動用の RAM ディスクに指定します。LILO の場合、
/etc/lilo.conf で INITRD 変数に RAM ディスクのイメージの在処を指定す
る必要があります。
noinitrd
initrd のデータは保存されますが、RAM ディスクには変換されずに「通常
の」ルートファイルシステムがマウントされます。initrd 上のデータは
/dev/initrd を経由して読むことができます。この場合、initd 上のデータ
はどんな構造をしていてもよく、ファイルシステムである必要もありません。
このオプションは主にデバッグ用に使います。
/dev/initrd は読み出し専用で、一度しか使えません。/dev/initrd を使っ
ている最後のプロセスが終了すれば全てのデータは消去され、/dev/initrd
は読み出せなくなります。
root=/dev/ram
initrd をルートファイルシステムとしてマウントし、/linuxrc を起動しま
す。もし /linuxrc が無ければ、RAM ディスクをルートファイルシステムと
してマウントしまま通常の起動プロセスを実行します。このオプションは主
にフロッピーディスクから起動する際に用います。直接マウントされたファ
イルシステムに比べて initrd を経由した方が多少速くなり、圧縮ファイル
システムを使うことも可能です。さらに、LOADLIN と組み合わせることで
RAM ディスクを直接 CD-ROM やハードディスクからロードすることも可能で、
E:\loadlin E:\bzImage root=/dev/ram initrd=E:\rdimage
のように、CD からフロッピーを使わずにブートすることもできます。
インストール
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まず、「通常の」ルートファイルシステムを以下のような手順で用意します。
# mknod /dev/initrd b 0 250
# chmod 400 /dev/initrd
# mkdir /initrd
ルートファイルシステムが起動時に作成される場合(インストール用のフロッ
ピーを作る場合など)は、ルートファイルシステムを作成する途中に、上記の
手順を実行する必要があります。
厳密に言えば、initrd の操作には /dev/initrd も /initrd も必須ではない
ことに注意してください。でも、これらを使えば initrd の実験がずっと簡単
になります。また、/initrd を用意しておけば、「実際の」システムから
initrd 用のデータを操作することも可能です。
次に、RAM ディスクと起動用 RAM ディスク機能を持ったカーネルが必要です。
また、initrd が実行するプログラムに必要な機能(ELF や a.out のバイナリ
機能やファイルシステム)もカーネルに組みこんでおく必要があります。
次に、RAM ディスクイメージを作成します。これはブロックデバイス上にファ
イルシステムを作り、必要なファイルをそこにコピーして作ります。最新のカー
ネルでは、少なくとも 3 つのデバイスが使用可能です。
- フロッピーディスク(どこでも使えるが非常に遅い)
- RAM ディスク(速いが物理メモリを割りあてる必要がある)
- ループバックデバイス(もっとも美しい解決策だが、改造した mount が必要)
ここでは RAM ディスクを使う方法について説明します：
1) /dev/ram(ブロックデバイスで major 1, minor 1)があることを確認する。
2) 適当な大きさで、空のファイルシステムを作る
# mke2fs -m0 /dev/ram 300
(スペースが重要になる場合は Ext2 ではなく Minix FS で作る方がいい)
3) 適当なディレクトリにファイルシステムをマウントする
# mount -t ext2 /dev/ram /mnt
4) そのファイルシステム上にコンソール用のデバイスを作る
# mkdir /mnt/dev
# mknod /mnt/dev/tty1 c 4 1
5) initrd 環境を使うために必要なファイルを全てコピーする。最も重要なファ
イルは /linuxrc で、/linuxrc には実行可能ビット("x")を立てることをお
忘れなく
6) RAM ディスクをアンマウントする
# umount /dev/ram
7) 作成したイメージをファイルにコピーする。
# dd if=/dev/ram bs=1k count=300 of=/boot/initrd
8) RAM ディスクを解放する。
# freeramdisk /dev/ram
initrd の実験には非常用フロッピー(Slackware の rescue.gz など)を使い、
/linuxrc を /bin/sh などへシンボリックリンクしておけばいいでしょう。例
えば、
# gunzip <rescue.gz >/dev/ram
# mount -t minix /dev/ram /mnt
# ln -s /bin/sh /mnt/linuxrc
# umount /dev/ram
# dd if=/dev/ram bs=1k count=1440 of=/boot/initrd
# freeramdisk /dev/ram
これでカーネルを再起動して initrd をロードします。現在のところ、
LOADLIN 1.6 と LILO 18 が initrd をサポートしています(入手先は後述)。
LOADLIN からは以下のように起動します。
LOADLIN <kernel> initrd=<disk_image>
例えば、 LOADLIN C:\LINUX\VMLINUZ initrd=C:\LINUX\INITRD
LILO の場合、/etc/lilo.conf の global セクションか respective kernel
セクションに INITRD=<path> の指定をします。例えば、
image = /vmlinuz
initrd = /boot/initrd
として、/sbin/lilo を実行します。
さぁ、initrd で遊んでみましょう。
ルートデバイスの設定
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ルートデバイスは、デフォルトではカーネルの一般的な設定になります。すな
わち、コンパイル時の環境や rdev、コマンドラインでの root=xxx の指定、
LILO の /etc/lilo.conf での指定したデバイスがルートデバイスになります。
initrd を NFS マウントしたルートファイルシステムと組み合わせて使うこと
も可能です。そのためには nfs_root_name と nfs_root_addrs という起動用
オプションを使います。
initd の環境の中からルートデバイスを変更することも可能ですが、そのため
には /proc ファイルシステムがマウントされていなければいけません。/proc
ファイルシステムをマウントすると、以下のファイルが操作可能になります。
/proc/sys/kernel/real-root-dev
/proc/sys/kernel/nfs-root-name
/proc/sys/kernel/nfs-root-addrs
real-root-dev には新しいルートファイルシステムとなるデバイスの番号を書
きこむことで変更できます。例えば、/dev/hda1 を新しいルートファイルシス
テムにする場合、
# echo 0x301 >/proc/sys/kernel/real-root-dev
とします。NFS マウントされたルートファイルシステムの場合、
nfs-root-name と nfs-root-addrs を使い、real-root-dev には 0xff を指定
します。例えば、
# 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
ルートデバイスが RAM ディスクに指定された場合、ルートファイルシステム
は /initrd へ移らず、ブートプロセスは起動用 RAM ディスク上の init を起
動します。
使い方の例
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initrd の実装の主たる目的は、モジュール化されたカーネルの設定をシステ
ムのインストール時に行うことです。このためには以下の手順に従います。
1) システムはフロッピーやその他のメディアから最小限の構成のカーネル
(RAM ディスク、initrd, a.out ext2 FS 程度を組みこんだ)で起動し、
initrd をロードします。
2) /linuxrc の中で(1)「実際に」マウントするルートファイルシステム(デバ
イスタイプやデバイスドライバ、ファイルシステムなど)と (2)配布メディ
ア(CD-ROM, ネットワーク、テープ、、)を決めます。これはユーザーに尋
ねてもいいし、自動検出してもいいし、両者を合せた形でも構いません。
3) /linuxrc が必要なモジュールをロードします。
4) /linuxrc がルートファイルシステムを作成し、使用可能にします(この
時点ではそれほど十分なシステムでなくても構いません)
5) /linuxrc はルートファイルシステムとその他マウントされているファイ
ルシステムをアンマウントし、/proc/sys/kernel/.. 等を設定して終了し
ます。
6) ルートファイルシステムをマウントします。
7) この段階で、実際のファイルシステムにアクセス可能になり、システム
にブートローダーをインストールできます。
8) ブートローダーを initrd とシステムを起動するのに必要なモジュール
をロードするように設定します(/initrd は修正可能で、アンマウントし
てから /dev/ram 経由でファイルへイメージを書き出します)
9)これでシステムが起動可能になったので、以下のインストール作業を行う
ことができます。
ここに示した initrd の鍵となる役割は、肥大した「一般的な」カーネルやカー
ネルの再コンパイル/再リンクなどをせずに、通常のシステム用の設定データ
を再利用することです。
initrd が役立つ 2 つめの場面は、一人の管理者が設定の異なるさまざまなハー
ドウェアにLinux をインストールする場合です。そのような場合、カーネルは
できるだけ少ない種類にして(理想は一つ)、システムに依存した設定情報も可
能な限り小さくしておくことが必要になります。そのためには、必要なモジュー
ルを全て組みこんだ共通の initrd を作り、/linuxrc か /linuxrc が読みこ
むファイルのみを設定ごとに用意すればいいでしょう。
3 つ目の場面は、ずっと便利な「復旧用ディスク」を作る場合です。起動時に
は、「ルート FS のあるパーティション」といった情報はわからないのですが、
initrd から読みこんだシステムはユーザーフレンドリーな対話形式で必要な
情報を設定し、整合性をチェックすることも可能です(簡単な自動検出も可能
です)。
さらに、CD-ROM の作成者も CD からずっと簡単にインストールさせることが
可能になります。LILO のブートフロッピーと CD から initrd 経由で大きな
ramdisk を起動したり、LOADLIN を使って、フロッピー無しで CD から
ramdisk を読みこむことが可能です。
initrd はかなり一般的なメカニズムなので、これ以外の使用方法も見つかる
でしょう。
プログラムの入手先
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bzImage と initrd パッチ(bzImage は zImage の拡張版で、カーネルを直接
1 MB 以上の領域にロードし、最大 2 MB までのカーネルが使えるようになり
ます)は
ftp://lrcftp.epfl.ch/pub/people/almesber/lilo/bzImage+initrd-1.3.71.patch.gz
か
ftp://elserv.ffm.fgan.de/pub/linux/loadlin-1.6/bzImage+initrd-1.3.71.patch.gz
にあります。
LOADLIN 1.6 は
ftp://elserv.ffm.fgan.de/pub/linux/loadlin-1.6/loadlin-1.6-pre8-bin.tgz
から入手できます。
LILO 18 は
ftp://lrcftp.epfl.ch/pub/people/almesber/lilo/lilo.18dev3.tar.gz
から入手できます。
initrd を作ってみる簡単な例と 'freeramdisk' プログラムは
ftp://elserv.ffm.fgan.de/pub/linux/loadlin-1.6/initrd-example.tgz
にあります。
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