Linux啟動過程中檔案系統掛載流程詳解

Linux核心啟動過程中，檔案系統的掛載順序與機制常讓初學者困惑。本文以嵌入式ARM平台（非initrd模式）為例，梳理從核心掛載根檔案系統到用戶空間init接管的完整流程。

核心空間掛載階段

1. 掛載根檔案系統：核心函式mount_root()（fs/super.c）掛載NAND Flash上的root.cramfs為/。啟動參數root=/dev/mtdblock/2指定裝置。
2. 掛載devfs：mount_devfs_fs()將裝置檔案系統掛載至/dev，提供裝置節點存取。
3. 若使用initrd，核心會先載入initrd映像至記憶體，執行/linuxrc腳本載入驅動模組，再pivot_root切換真實根檔案系統。本例採noinitrd，故無此步驟。

用戶空間初始化階段

1. 核心啟動第一個用戶進程init（PID 1），啟動參數init=/linuxrc指定腳本。
2. /linuxrc典型內容：

   #!/bin/sh
   mount -n -t ramfs ramfs /etc
   cp -a /mnt/etc/* /etc
   mount -f -t cramfs -o remount,ro /dev/mtdblock/3 /
   mount -f -t ramfs ramfs /etc
   exec /sbin/init
   

   • 將/etc掛載為ramfs，實現可寫配置目錄（根檔案系統為唯讀cramfs）。
   • 從唯讀備份/mnt/etc複製配置檔至/etc。
   • 重新掛載根檔案系統為唯讀，確保完整性。
   • exec /sbin/init替換進程映像，啟動標準SysV init流程。

initrd核心價值

• 模組化驅動載入：核心精簡，複雜驅動（SCSI、RAID、網卡、NFS）放入initrd，啟動時動態載入。
• 硬體抽象與可移植性：同一核心搭配不同initrd即可適配不同硬體平台，無需重編核心。
• 無盤工作站：initrd含NFS客戶端，支援網路開機。

開機自動執行程式的實現

在/linuxrc或/etc/rc.d/rc.local、/etc/init.d/服務腳本中加入啟動命令即可。嵌入式系統常直接修改/linuxrc或建立/etc/init.d/rcS腳本。

理解掛載流程有助於診斷「找不到根裝置」、「唯讀檔案系統無法寫入配置」等常見啟動故障。