Early User Space

Linux 開機最後需要掛載根目錄 (rootfs) 後執行 /sbin/init。Early User Space 是在掛載真正 rootfs 前掛載的暫時 rootfs，執行裡面的程式後才掛載真正的 rootfs。

好處：

• rootfs 所在的儲存裝置較複雜時，例如 SCSI 裝置、software RAID volume、USB storage、LVM、NFS、或者有加密等，需要特別的準備工作才能使用，不好在 kernel 實作。
• Early user space 可偵測及載入需要的 kernel 模組，可有更多 rootfs 選擇。
• 使用外部可載入的 kernel 模組，可縮小 Linux kernel 本身體積，特別是在記憶體有限的電腦。
• Linux 發行版可提供一個通用的 Linux kernel image，但不同的 Early User Space image 來支援各式各樣的硬體能開機。
• 支援 hibernation。suspends 關機前備份記憶體內容，下次開機載回到記憶體。
• 在 Embedded Linux，Early User Space 常直接作為真正的 rootfs。

有 initrd 和 initramfs 兩種方式。

initrd (initial RAM disk) 字面上的意思是「用 RAM disk 作為開機」，將一塊記憶體模擬為 block 裝置的 RAM disk 掛載為暫時的 rootfs。initrd 大致的處理流程如下：

• [boot loader] 將 kernel 與 initrd 這兩個 image 載入到記憶體。
• [boot loader -> kernel] 執行權交給 Linux kernel
• 範例開機參數：image = /bzImage initrd = /boot/initrd.gz append = "root=/dev/ram0 rw"
• [kernel] 進行一系列初始化動作，將 initrd 所在的記憶體解壓縮到 /dev/ram0 成為 RAM disk，掛載為暫時性的 rootfs。釋出 initrd 所在的記憶體。
• [kernel -> user-space] kernel 準備執行 /dev/ram0 上的 /linuxrc 程式，切換到 user space。
• [user space] /linuxrc 與相關的程式執行，pivot_root 掛載真正的 rootfs。
• [user-space -> kernel] /linuxrc 執行完畢，執行權轉回 kernel。
• [kernel] 執行新 rootfs 的 /sbin/init。
• [user space] 執行各式系統與應用程式 

RAM disk 本身是 block 裝置，必須綁定一個檔案系統，通常使用 ext2 或 cramfs，需要 kernel 內建支援。

initrd 問題：

• initrd 本身是 block device，必須綁定一個檔案系統。
• initrd block device 建立時要指定空間大小，不好維護。
• initrd 時的檔案操作實際上是不斷將 /dev/initrd (對應於某段記憶體) 對應到可存取檔案系統的記憶位址，做了不必要的資源消耗
• Linux 在設計上盡可能 cache block device 讀寫中的檔案或目錄，會自 ramdisk 中複製資料到 page cache 與 dentry cache，徒增資源使用的浪費。

Linus Torvalds 將這些 cache 掛載為檔案系統的想法實做了 ramfs，其實就只是 cache 機制的延伸。隨後在其他開發者的改進下成為 tmpfs，支援寫入 swap 空間與限制記憶體使用量等。而 initramfs 就是建構於 tmpfs 的基礎上。以下是 initrd 和 initramfs 的概念性比較：

	initrd	initramfs
映像檔	壓縮過的檔案系統 (如 ext2 + gzip)	封裝過的檔案 (cpio + gzip)
實做途徑	block device (RAM disk)	tmpfs
首先執行的程式	/linuxrc	/init
掛載 rootfs 方式	先將 rootfs 掛載在某個目錄，再 pivot_root 切換為 rootfs。	使用 switch_root

參考

1. https://en.wikipedia.org/wiki/Initial_ramdisk
2. http://blog.linux.org.tw/~jserv/archives/001954.html
3. cpio-initrd 
4. http://riverhippo.blogspot.tw/2010/04/linux-26-initramfs.html