Linux系统启动时使用initramfs (initram file system), initramfs可以在启动早期提供一个用户态环境，借助它可以完成一些内核在启动阶段不易完成的工作。当然initramfs是可选的，Linux中的内核编译选项默认开启initrd。在下面的示例情况中你可能要考虑用initramfs。
- 加载模块，比如第三方driver
- 定制化启动过程 (比如打印welcome message等)
- 制作一个非常小的rescue shell
- 任何kernel不能做的，但在用户态可以做的 (比如执行某些命令)
一个initramfs至少要包含一个文件，文件名为/init。内核将这个文件执行起来的进程作为main init进程(pid 1)。当内核挂载initramfs后，文件系统的根分区还没有被mount, 这意味着你不能访问文件系统中的任何文件。如果你需要一个shell，必须把shell打包到initramfs中，如果你需要一个简单的工具，比如ls, 你也必须把它和它依赖的库或者模块打包到initramfs中。总之，initramfas是一个完全独立运行的体系。
另外initramfs打包的时候，要求打包成压缩的cpio档案。cpio档案可以嵌入到内核image中，也可以作为一个独立的文件在启动的过程中被GRUB load。
Linux的initramrd img
在/boot目录下的initrd.img-xxx (Ubuntu)或者initramfs-xxx.img (CentOS) 文件即为Linux用的initramfs文件。我们可以将其解压出来看看其目录结构，如下：
可以看到initramfs和跟分区文件系统的雏形很像，只是它的大小不大，少了很多工具和库。有些内核模块就在其中，比如：/lib/modules/4.4.0-93-generic/kernel/。
qemu中启动"Hello World" initramfs
在前文“在qemu环境中用gdb调试Linux内核”中，已经准备了一个Linux启动环境，但是缺少initramfs。我们可以做一个最简单的Hello World initramfs，来直观地理解initramfs。
Hello World的C程序如下，与普通的Hello World相比，加了一行while(1)。
编译helloworld.c程序
- -static: On systems that support dynamic linking, this prevents linking with the shared libraries. //不让gcc动态链接shared libraries
- -m32: Generate code for a 32-bit or 64-bit environment //在前文“在qemu环境中用gdb调试Linux内核”中Linux内核被编译成了32位架构，所以这里在gcc的选项中也编译成32位可执行程序
在64位机器上编译成32位程序，可能会报错如下：
解决方案是安装libc6-dev-i386包。
打包initramfs文件
在qemu中启动编译好的内核，把hwinitramfs指定为initrd，在-append参数中将init指定为helloworld。
系统能成功启动到输出"Hello World"，并且在用户态停住。结合前文“在qemu环境中用gdb调试Linux内核”，可以看到qemu虚机中运行的Linux系统已经成功挂载了initramfs, 在console日志中也能看到“Unpacking initramfs...”。
参考
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