早期使用者空間支援¶

最後更新：2004-12-20 tlh

“早期使用者空間”是一組庫和程式，它們提供各種功能，這些功能非常重要，可以在 Linux 核心啟動時使用，但不需要在核心本身內部執行。

它由幾個主要的基礎設施元件組成

gen_init_cpio，一個構建包含根檔案系統映象的 cpio 格式存檔的程式。該存檔被壓縮，壓縮後的映象連結到核心映象中。
initramfs，一段程式碼，在核心引導過程中間解壓縮壓縮的 cpio 映象。
klibc，一個使用者空間 C 庫，目前單獨打包，它針對正確性和小尺寸進行了最佳化。

initramfs 使用的 cpio 檔案格式是 “newc”（又名 “cpio -H newc”）格式，並在 “initramfs 緩衝區格式” 檔案中進行了說明。有兩種方法可以新增早期使用者空間映象：指定要用作映象的現有 cpio 存檔，或者讓核心構建過程從規範構建映象。

CPIO 歸檔方法¶

您可以建立一個包含早期使用者空間映象的 cpio 存檔。您的 cpio 存檔應在 CONFIG_INITRAMFS_SOURCE 中指定，它將被直接使用。 CONFIG_INITRAMFS_SOURCE 中只能指定一個 cpio 檔案，並且不允許目錄和檔名與 cpio 存檔組合使用。

映象構建方法¶

核心構建過程也可以從源部分構建早期使用者空間映象，而不是提供 cpio 存檔。這種方法提供了一種建立具有 root 擁有的檔案的映象的方法，即使該映象是由非特權使用者構建的。

該映象在 CONFIG_INITRAMFS_SOURCE 中指定為一個或多個源。源可以是目錄或檔案 - 從源構建時不允許 cpio 存檔。

源目錄將打包其自身及其所有內容。指定的目錄名稱將對映到“/”。打包目錄時，可以執行有限的使用者和組 ID 轉換。可以將 INITRAMFS_ROOT_UID 設定為需要對映到使用者 root (0) 的使用者 ID。可以將 INITRAMFS_ROOT_GID 設定為需要對映到組 root (0) 的組 ID。

原始檔必須是 usr/gen_init_cpio 實用程式所需的格式的指令（執行“usr/gen_init_cpio -h”以獲取檔案格式）。檔案中的指令將直接傳遞給 usr/gen_init_cpio。

當指定目錄和檔案組合時，initramfs 映象將是它們的聚合。透過這種方式，使用者可以建立一個“root-image”目錄並將所有檔案安裝到其中。由於裝置專用檔案不能由非特權使用者建立，因此可以在“root-files”檔案中列出特殊檔案。 “root-image”和“root-files”都可以列在 CONFIG_INITRAMFS_SOURCE 中，並且完整的早期使用者空間映象可以由非特權使用者構建。

作為一個技術說明，當指定目錄和檔案時，整個 CONFIG_INITRAMFS_SOURCE 將傳遞給 usr/gen_initramfs.sh。這意味著 CONFIG_INITRAMFS_SOURCE 實際上可以解釋為 gen_initramfs.sh 的任何合法引數。如果指定一個目錄作為引數，則掃描內容，執行 uid/gid 轉換，並輸出 usr/gen_init_cpio 檔案指令。如果將目錄指定為 usr/gen_initramfs.sh 的引數，則檔案的內容將簡單地複製到輸出。目錄掃描和檔案內容複製的所有輸出指令都由 usr/gen_init_cpio 處理。

另請參閱“usr/gen_initramfs.sh -h”。

這一切都指向哪裡？¶

klibc 發行版包含一些必要的軟體，使早期使用者空間有用。 klibc 發行版目前與核心分開維護。

您可以從 https://kernel.linux.club.tw/pub/linux/libs/klibc/ 獲取不太頻繁的 klibc 快照

對於活躍使用者，最好使用 klibc git 儲存庫，地址為 https://git.kernel.org/?p=libs/klibc/klibc.git

除了 klibc 庫之外，獨立的 klibc 發行版目前還提供三個元件

ipconfig，一個配置網路介面的程式。它可以靜態配置它們，也可以使用 DHCP 動態獲取資訊（又名“IP 自動配置”）。
nfsmount，一個可以掛載 NFS 檔案系統的程式。
kinit，“膠水”，它使用 ipconfig 和 nfsmount 來替換對 IP 自動配置的舊支援，透過 NFS 掛載檔案系統，並繼續使用該檔案系統作為 root 來引導系統。

kinit 構建為單個靜態連結的二進位制檔案，以節省空間。

最終，希望有更多的核心功能轉移到早期使用者空間

幾乎所有的 init/do_mounts*（這部分的開頭已經到位）
ACPI 表解析
在此處插入不需要真正位於核心空間中的笨拙子系統

如果 kinit 不能滿足您當前的需求，並且您有足夠的位元組要燒燬，則 klibc 發行版包含一個小的 Bourne 相容 shell (ash) 和許多其他實用程式，因此您可以替換 kinit 並構建完全滿足您需求的自定義 initramfs 映象。

如有問題和幫助，您可以在 https://www.zytor.com/mailman/listinfo/klibc 註冊早期使用者空間郵件列表

它是如何工作的？¶

核心目前有 3 種掛載根檔案系統的方法

所有必需的裝置和檔案系統驅動程式都編譯到核心中，沒有 initrd。 init/main.c:init() 將呼叫 prepare_namespace() 以掛載最終的根檔案系統，基於 root= 選項和可選的 init= 以執行一些其他 init 二進位制檔案，而不是列在 init/main.c:init() 的末尾。
一些裝置和檔案系統驅動程式構建為模組並存儲在 initrd 中。 initrd 必須包含一個二進位制檔案“/linuxrc”，該檔案應該載入這些驅動程式模組。也可以透過 linuxrc 掛載最終的根檔案系統並使用 pivot_root 系統呼叫。 initrd 透過 prepare_namespace() 掛載和執行。
使用 initramfs。必須跳過對 prepare_namespace() 的呼叫。這意味著一個二進位制檔案必須完成所有工作。該二進位制檔案可以透過修改 usr/gen_init_cpio.c 或透過新的 initrd 格式（一個 cpio 存檔）儲存到 initramfs 中。它必須被稱為“/init”。此二進位制檔案負責完成 prepare_namespace() 將完成的所有事情。

為了保持向後相容性，/init 二進位制檔案僅在它透過 initramfs cpio 存檔時才會執行。如果不是這種情況，init/main.c:init() 將執行 prepare_namespace() 以掛載最終的根並執行預定義的 init 二進位制檔案之一。

Bryan O’Sullivan <bos@serpentine.com>