### 知识点详解：跟我一步一步制作Linux启动盘
#### 1. 什么是initramfs？
在2.6版本及以上的Linux内核中，initramfs（初始RAM磁盘文件系统）扮演着至关重要的角色。这是一个压缩过的cpio格式的打包文件，其核心功能是在系统启动初期提供临时的根文件系统(rootfs)。当内核加载时，它会从initramfs中解压并导入文件至内存中的rootfs，随后检查是否存在`init`文件。如果存在，内核将执行该文件作为PID为1的第一个进程，负责后续的系统初始化工作，如定位和挂载真正的根文件系统。
如果内核未能在rootfs中找到`init`文件，那么它会遵循早期版本的流程，尝试定位和挂载根分区，并执行`/sbin/init`程序来完成后续的系统初始化。initramfs的引入极大地简化了Linux的启动过程，尤其是在缺乏永久存储介质或根文件系统不可立即访问的情况下。
#### 2. 构建initramfs：以Hello World为例
构建一个简单的initramfs涉及多个步骤，我们可以通过编写一个基本的`Hello World`程序来体验整个流程。创建一个C语言源文件`hello.c`，包含以下代码：
```c
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
int main(int argc, char *argv[]) {
printf("Hello World, from initramfs.\n");
sleep(9999999);
return 0;
}
```
这里，`printf`函数用于在控制台上输出欢迎信息，而`sleep`函数则是为了避免程序过快结束，导致可能的panic错误。接下来，使用GCC编译器将`hello.c`编译成一个静态链接程序，命令如下：
```bash
gcc -o hello_static -static -s hello.c
```
其中，`-static`参数确保生成的程序完全静态链接，而`-s`参数则移除了调试信息，以减小程序大小。
随后，创建一个名为`image`的目录，将编译好的`hello_static`程序拷贝进去，并重命名为`init`。此外，为了使`init`程序能够在内核控制台中输出信息，还需在`image`目录下创建一个设备文件`dev/console`：
```bash
sudo mknod -m 600 dev/console c 5 1
```
此命令通过`mknod`创建了一个字符设备文件，赋予了恰当的权限，并将其映射到了特定的主次设备号。
#### 3. 打包initramfs
完成上述步骤后，接下来是将`image`目录中的内容打包成initramfs。这通常涉及到使用`cpio`和`gzip`工具。切换到`image`目录的父目录，执行以下命令：
```bash
find . | cpio --create --format=newc | gzip > initramfs.cpio.gz
```
该命令通过`find`列出当前目录及其子目录下的所有文件和目录，然后使用`cpio`命令按照newc格式创建一个归档文件，最后通过`gzip`进行压缩，生成`initramfs.cpio.gz`文件。
#### 4. 配置内核
为了使内核能够使用我们刚刚创建的initramfs，还需要对内核配置进行相应的调整。在内核配置文件中，确保`CONFIG_INITRAMFS_SOURCE`选项被设置为`image`目录的路径，这样内核在编译过程中就会自动将`image`目录下的内容加入initramfs。
#### 5. 编译内核
最后一步是重新编译内核，确保以上更改被正确应用。在内核源码目录下执行`make menuconfig`，选择合适的配置选项后，运行`make && make modules_install && make install`进行编译和安装。完成后，记得更新GRUB或其他引导加载程序的配置，以指向新编译的内核。
通过上述步骤，你就成功地创建了一个能够运行特定程序的Linux启动盘，即带有自定义initramfs的Linux内核。这不仅加深了对Linux启动机制的理解，也为进一步探索和定制操作系统提供了宝贵的实践经验。
