Чи потрібне ядро ​​Linux для запуску файлової системи?

На мою думку, це так, адже все корисне потрапляння до зовнішнього світу (непривілейований режим процесора) спочатку вимагатиме процесу, що працює у зовнішньому світі. Для цього потрібна файлова система, навіть тимчасова файлова система, що є в RAM.

Інший інженер не погоджується зі мною, але я, здається, не можу це довести за всіма (невідомі мені) випадками.

Чи залежить відповідь на це питання від визначення поняття "біг"?

Це досить дивне запитання, оскільки ви не запускаєте ядро ​​так, як запускаєте програму. Ядро - це платформа для запуску програм. Звичайно, існує код налаштування та відключення, але не можна запустити ядро ​​самостійно. Завжди повинен бути основний процес "init". І ядро ​​буде панікувати, якщо його там немає. Якщо init намагається вийти з ядра, також панікує.

Сьогодні процес init - це щось на зразок системного. Якщо інше не вказано, ядро ​​спробує запустити програму зі списку місць, починаючи з /sbin/init. Дивіться про init Param тут http://man7.org/linux/man-pages/man7/bootparam.7.html у надзвичайній ситуації, з якою ви можете завантажувати Linux init=/bin/bash. Але зауважте, як ви завжди вказуєте файл у файловій системі для запуску.

Таким чином, ядро ​​впаде в паніку, якщо воно запустить файлову систему, яка не має файлів, оскільки без неї неможливо завантажити init.

Певна плутанина може виникнути через ситуацію з куркою та яйцями, коли ядро ​​повинно завантажувати драйвери, щоб отримати доступ до файлової системи. Щоб уникнути цього, початковий ramdisk завантажується з зображення на диск, що містить життєві драйвери та сценарії настройки. Вони виконуються до завантаження файлової системи. Але не помиляйтесь, що початковий ramdisk - це сама файлова система. При початковому виклику ramdisk /init(який зберігається на початковому ramdisk). У багатьох дистрибутивах саме це викликає саме це /sbin/init. Знову ж без файлової системи це неможливо.

Відповідь буде залежати від того, чи ви розумієте буквально без файлової системи, або якщо питання призначене для тлумачення трохи інше, ніж те, як воно фактично заявлено. Відповіді на незначні зміни в трактуванні питання:

• Запуск Linux без будь-яких блокових пристроїв цілком здійсненний і корисний у деяких випадках спеціалізованого використання.
• Запуск Linux без будь-якої файлової системи вимагатиме переписання деяких частин коду ядра, і це навряд чи буде корисним зусиллям.
• Запуск Linux без використання дескрипторів файлів потребує великих зусиль. Я майже впевнений, що це не буде вартим зусиль.

Причини, з якими вам доведеться переписати частини коду ядра для створення робочої системи без файлової системи, є:

• Кожен потік має кореневий каталог та поточний робочий каталог, який повинен вказувати на деяку файлову систему.
• Програми запускаються execveсистемним викликом, який потребує виконуваного файлової системи.
• Ядро створює файлову систему на основі пам'яті під час завантаження.

Після запуску програми з execveїї допомогою можна скасувати карту виконуваного файлу, з якої вона була запущена, хоча, щоб зробити це без негайного збою, спочатку потрібно створити виконувану карту пам'яті, яка не підтримується файлом, і він повинен ініціалізувати це з деяким корисним кодом, перш ніж перейти до нього та розпаковувати виконуваний файл.

Таким чином, запущена програма в режимі користувача може існувати в стані, коли в ній не відображаються файли пам'яті, підкріплені файлами, і вона може закрити всі файли дескрипторів, підкріплені файлами. Він не може перестати мати кореневу директорію та поточний робочий каталог, але може утриматися від них.

Тож хоч у такому стані ви могли реалізувати код ядра, щоб вирвати файлову систему з-під програми та продовжувати працювати, це не здається корисним. І потрапляння в цей остаточний стан без проходження проміжного стану використання файлової системи буде ще більшою роботою без корисної користі.

Корисна установка для деяких випадків спеціалізованого використання

Уникнення використання блокових пристроїв може бути корисним. Під час завантаження ядро ​​створює файлову систему пам'яті, а також може заповнити цю файлову систему вмістом з cpioархіву перед виконанням init. Таким чином ви можете запустити систему повністю з файлової системи на базі пам'яті без блочного пристрою для її резервного копіювання.

Це може бути корисно для систем, де ви не хочете зберігати жоден стан і подобається, що система починає з чистого аркуша після перезавантаження.

Звичайно, ядро ​​та архів cpio повинні якось існувати в пам'яті, перш ніж ядро ​​буде надано контроль. Як вони там потрапили, є робота для завантажувача. Завантажувач міг завантажувати їх із блочного пристрою, навіть якщо в кінцевій запущеній системі не використовуються блокові пристрої. Але також можливий завантажувач завантаження архіву ядра та cpio без використання блочного пристрою, наприклад, завантаження через мережу.

В Linux майже кожен пристрій є файлом , тому для його запуску ви повинні мати файлову систему.

Ядро - це програма, як і будь-яка інша. За замовчуванням ядро ​​Linux намагається отримати доступ до файлової системи, однак цю поведінку можна тривіально усунути модифікацією ядра (фактично лише додаванням функції "arch_call_rest_init ()"). Для того, щоб виконати "корисну роботу", тоді ми очікуємо, що розробник може включити нитки ядра (kthreads), perhapos у користувальницький драйвер, щоб виконати деяку бажану ініціалізацію та навантаження типу додатків. Ядро Linux вже містить багато kthreads, але в першу чергу для виконання допоміжних робіт до ядра або драйверів. API, доступні в контексті ядра, сильно відрізняються від доступних у користувальницькому просторі Linux. Велика частка функціональності системного виклику стане марною в сценарії без файлової системи.

Так, Linux за замовчуванням очікує доступ до файлових систем. Ні, модифіковане ядро, безумовно, може бути виконано для виконання корисної роботи без будь-якої файлової системи. Практичне використання файлової системи Linux без IMO досить обмежене, але не дорівнює нулю. FWIW, в минулому багато ядер в реальному часі були вбудовані в той самий простір імен і бінарний файл, що і додатки RT.