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什么是ramfs？
ramfs是空間規模動態變化的RAM文件系統。它非常簡單，是用來實現Linux緩存機制(緩存page cache and dentry cache)的文件系統。
通常情況下，Linux的所有文件在內存中都有緩存。需要讀取的數據頁從支撐存儲設備(block device)中讀取后，緩存于內存。在支撐存儲設備中的數據頁執行marked as clean操作。當虛擬文件系統需要支撐存儲設備中的數據頁內存時，可以釋放。基于同樣的機制，支撐存儲設備的寫入操作(寫入文件然后寫回支撐存儲設備，marked as clean)后，也可以釋放占用的數據頁內存。對于文件目錄占用的緩存(dentry: directory entry)，也存在同樣的機制。
但是，ramfs中不需要支撐存儲設備(沒有支撐緩存，但是有緩存)。也就是說，寫入ramfs的文件可以正常的分配page cache and dentry cache，但是不能寫入支撐存儲設備。這些page cache and dentry cache不能被VM釋放、回收。
由于ramfs可以基于現有的Linux的文件系統結構，用于實現ramfs的代碼很小。一般而言，支撐存儲設備的緩存被安裝為一個文件系統。所以，ramfs不能通過menuconfig選擇，是必然進入內核的。
在ramfs的下面可以一直寫入數據，直到寫滿內存為止。由于VM(Vitual Memory)認為文件應該被寫回支撐存儲設備，而不是交換空間(swap space)，所以VM不能釋放ramfs分配的內存。從而，只有root用戶(or trusted user)才能進行ramfs寫操作。
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什么是ram disk？
"ram disk"是一種實現文件系統的支撐存儲（塊設備）的、過時的機制(2.6不用了)，就是在RAM上面開辟的綜合塊設備(synthetic block device)。ram disk的大小是固定的，安裝的文件系統大小(不是ramfs)也是固定的。ram disk的使用需要從這個假的塊設備到page cache之間拷貝內存，生成和銷毀dentry，而且需要文件系統的驅動格式化和解釋上面的數據，所以ram disk的機制不再使用。
與ramfs相比，ram disk浪費了內存，也浪費了內存總線的帶寬。同時，ram disk還為CPU加重了不必要的負擔，污染了CPU的cache(盡管有避免污染的方法，但是非常耗費資源)。ramfs機制非常自然，因為文件訪問可以通過page cache and dentry cache。ram disk被棄用的另外一個原因是環回設備(loopback)引入。環回設備提供了一種更加靈活、方便的從文件而不是從內存塊中創建綜合塊設備的方法。
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什么是tmpfs？
tmpfs是ramfs的衍生物，用來限制緩存大小、向swap空間寫入數據。它是用來保存VM所有文件的文件系統。tmpfs中緩存的內容全部是臨時的。一旦卸載，所有的內容都會遺失。它把所有的緩存置于內核，它的規模隨著文件的規模同步變化。但是它規模有大小限制，可以修改。它可以把當前不再需要的頁寫入到swap空間。
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什么是rootfs？
rootfs是ramfs的特殊實例，在2.6的內核中必然存在。rootfs不能被卸載(與其添加特殊代碼用來維護空的鏈表，不如把rootfs節點始終加入，因此便于kernel維護：簡單、精煉。rootfs是ramfs的一個空實例，占用空間極小)。大部分其他的文件系統安裝于rootfs之上。
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什么是initramfs？
2.6的Linux內核包含有gzip壓縮的cpio格式的文檔，可以在內核引導的時候解壓縮為rootfs。在解壓縮后，kernel將檢查rootfs中是否包含init文件。如果init文件存在，內核就會執行這個文件，并且賦予PID=1的進程號。這個init程序將整個系統引導起來，包括定位并且安裝真正的root設備。如果在cpio文檔解壓縮后的rootfs中沒有init程序(init文件)，內核執行舊的代碼，定位并且安裝root分區，執行/sbin/init程序。
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initramfs與initrd的區別
1. initrd是一個單獨的文件；initramfs和Linux內核鏈接在一起(/usr目錄下的程序負責生成initramfs文檔)。
2. initrd是一個壓縮的文件系統映像(可以是ext2等，需要內核的驅動)；initramfs是類似tar的cpio壓縮文檔。內核中的cpio解壓縮代碼很小，而且init數據在boot后可以丟棄。
3. initrd運行的程序(initd，不是init)進行部分setup后返回內核；initramfs執行的init程序不返回內核(如果/init需要向內核傳遞控制權，可以再次安裝在/目錄下一個新的root設備并且啟動一個新的init程序)。
4. 切換到另一個root設備時，initrd執行pivot_root后，卸載ramdisk；initramfs是rootfs，既不能pivot_root，也不能卸載。
initramfs會刪掉rootfs的所有內容(find -xdev / -exec rm '{}' ';')，再次安裝root到rootfs(cd /newmount; mount --move . /; chroot .)，把stdin/sdout/stderr掛在新的/dev/console上，重新執行init。由于這是一個相當困難的實現過程(包括在使用一個命令之前把它刪除)，所以klibc工具包引入一個幫助程序/utils/run_init.c來執行上述過程。其他大部分工具包(包括busybox)把這個命令稱為"switch_root"。
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initial RAM disk

　　Linux初始 RAM磁盤（initrd）是在系統引導過程中掛載的一個臨時根文件系統，用來支持兩階段的引導過程。initrd文件中包含了各種可執行程序和驅動程序，它們可以用來掛載實際的根文件系統，然后再將這個 initrd RAM 磁盤卸載，并釋放內存。在很多嵌入式Linux 系統中，initrd 就是最終的根文件系統。

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Populating initramfs
2.6的內核缺省情況下總是生成一個gzipped的cpio文檔，并且和內核鏈接在一起。這個文檔缺省是空的，在X86環境下的大小是134字節。
CONFIG_INITRAMFS_SOURCE配制參數指定initramfs文檔的源，并且自動的嵌入到二進制文件中。這個參數可以指向一個gzipped的cpio文檔，一個包含文件的目錄，或者文件描述的文本文件。例如文本文件：
   dir /dev 755 0 0
   nod /dev/console 644 0 0 c 5 1
   nod /dev/loop0 644 0 0 b 7 0
   dir /bin 755 1000 1000
   slink /bin/sh busybox 777 0 0
   file /bin/busybox initramfs/busybox 755 0 0
   dir /proc 755 0 0
   dir /sys 755 0 0
   dir /mnt 755 0 0
   file /init initramfs/init.sh 755 0 0
在內核編譯完成后，可以執行/usr/gen_init_cpio命令獲得cpio文檔。配置文件的一個優勢是不需要root權限，也不需要在新的文檔中生成設備節點。在上述文檔中的兩個file命令用來發現initramfs目錄下面的init.sh文件和busybox文件。內核不需要外部的cpio工具實現initramfs的cpio文檔。如果在配置時指定了一個目錄而不是一個描述文件，內核編譯時將從這個目錄生成一個描述文件(作為/usr/gen_init_cpio.c的輸入)。內核編譯時cpio生成代碼和內核渾然一體，boot時解壓縮程序也和內核渾然一體。
如果不使用配置文件或者配置目錄，而使用定制的cpio文檔時，需要外部的cpio工具。例如下面的命令可以從cpio映像文件抽取包含的文件、壓縮cpio映像文件：
    cpio -i -d -H newc -F initramfs_data.cpio --no-absolute-filenames   
下面的shell腳本可以生成一個定制的cpio.gz文檔，可以用來代替配置文件生成的cpio文檔：
   #!/bin/sh
   if [ $# -ne 2 ]
   then
     echo "usage: mkinitramfs directory imagename.cpio.gz"
     exit 1
   fi
   if [ -d "$1" ]
   then
     echo "creating $2 from $1"
     (cd "$1"; find . | cpio -o -H newc | gzip) > "$2"
   else
     echo "First argument must be a directory"
     exit 1
   fi

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