Pour la faire courte

Initramfs est un système de fichier monté dans la RAM lors de l'initialisation du noyau (kernel).

Un peu plus de détails

Initramfs est présenté sous forme d'archive cpio, c'est en quelque sorte l'ancêtre de tar.

Pourquoi ne pas utiliser tar ?? 🧐

Tout simplement parce que le code était plus facile à mettre en œuvre dans Linux et qu'il prend en charge des fichiers de périphériques, contrairement à tar.

L'archive contient les fichiers, scripts, bibliothèques, fichiers de configuration, et d'autres qui peut ou pourrait être utile au noyau pour monter le vrai système de fichier racine root. Cette dernière est ensuite compressée avec gzip et est stockée au côté du noyau Linux qui est sous le nom "vmlinuz" dans /boot/ (pour de l'UEFI) ou à la racine / pour du BIOS.

vmlinuz ? 🤨

Oui, c'est le nom du binaire du noyau Linux, vmlinuz est compressé en Bzip (pour ma part). En réalité, vmlinuz cache un vmlinux qui est lui le binaire du noyau, (le z à la place du x de Linux c'est tout simplement pour préciser qu'il est compressé (zip) Je vous laisse lire cet article qui explique un peu ce que je vous explique ici, mais le plus intéressant étant "l'histoire" du nom "vmlinuz".

À quoi ressemble le contenu d'un initramfs

Voyons ça étape par étape (si jamais l'envie vous prend de regarder votre initramfs (si vous en avez un)).

D'abord on copie notre initramfs dans un dossier, dans/tmp pour jouer l'immersion à fond 🤓 (/tmp étant NORMALEMENT monté en tmpfs, comme le système de fichier connu de Linux et dans lequel sera extrait le contenu de notre initramfs)

Si vous exécutez la commande file sur votre initramfs, vous verrez :

initramfs-linux.img: Zstandard compressed data

Il faut donc le décompresser, avec l'outil zstd ou, comme moi, utiliser zstdcat pour afficher le contenu décompressé et envoyer la sortie (stdout) vers l'entrée (stdin) de cpio qui permet de désarchiver un fichier cpio.

Si vous n'êtes pas root, vous n'avez certainement pas le droit de lire le dit fichier, exécutez donc la commande si dessous avec sudo ou doas, ou alors donnez-vous les droits de lecture (avec chmod).

zstdcat initramfs-linux.img | cpio -i

Si la commande file vous retourne: is ASCII cpio archive (SVR4 with no CRC), c'est que votre initramfs a un microcode ajouté (rien de méchant). Effectuez ces commandes:

cpio -t < initramfs.img >/dev/null Cette commande va vous retourner la taille du microcode, pour pouvoir ensuite le passer avec la commande dd.

dd if=initramfs.img of=initramfs_no_microcode.img bs=512 skip=<OFFSET> (remplacer <OFFSET> par la taille du block retourné par la commande précédente).

Puis effectuez: zcat initramfs_no_microcode.img | cpio -i

Si vous listez le contenu de votre dossier vous verrez quelque chose de familier, une hiérarchie à la Unix avec les répertoires de base :

ilearned:/tmp ➜  ls -l
total 8708
lrwxrwxrwx 1 ownesis ownesis       7 14 févr. 11:32 bin -> usr/bin
-rw-r--r-- 1 ownesis ownesis    2510 14 févr. 11:32 buildconfig
-rw-r--r-- 1 ownesis ownesis      64 14 févr. 11:32 config
drwxr-xr-x 2 ownesis ownesis      40 14 févr. 11:32 dev
drwxr-xr-x 3 ownesis ownesis     160 14 févr. 11:32 etc
drwxr-xr-x 2 ownesis ownesis      60 14 févr. 11:32 hooks
-rwxr-xr-x 1 ownesis ownesis    2093 14 févr. 11:32 init
-rw-r--r-- 1 ownesis ownesis   13140 14 févr. 11:32 init_functions
lrwxrwxrwx 1 ownesis ownesis       7 14 févr. 11:32 lib -> usr/lib
lrwxrwxrwx 1 ownesis ownesis       7 14 févr. 11:32 lib64 -> usr/lib
drwxr-xr-x 2 ownesis ownesis      40 14 févr. 11:32 new_root
drwxr-xr-x 2 ownesis ownesis      40 14 févr. 11:32 proc
drwxr-xr-x 2 ownesis ownesis      40 14 févr. 11:32 run
lrwxrwxrwx 1 ownesis ownesis       7 14 févr. 11:32 sbin -> usr/bin
drwxr-xr-x 2 ownesis ownesis      40 14 févr. 11:32 sys
drwxr-xr-x 2 ownesis ownesis      40 14 févr. 11:32 tmp
drwxr-xr-x 5 ownesis ownesis     140 14 févr. 11:32 usr
drwxr-xr-x 2 ownesis ownesis      60 14 févr. 11:32 var
-rw-r--r-- 1 ownesis ownesis       2 14 févr. 11:32 VERSION

Je vous laisse vous balader dans les différents répertoires disponible. Par exemple dans bin qui pointe vers (usr/bin), vous verrez des outils comme :

• bzip
• mount
• fsck.ext4
• tftp qui a un article dédié ici 😜
• lsmod
• rmmod

Et beaucoup d'autres encore...

la plus part des outils présent dans initramfs sont disponible via un seul et même binaire qui est busybox

Processus de démarrage

On commence à partir du chargeur d'hamorcage (bootloader), GRUB par exemple.

1. GRUB charge Linux et l'image initramfs dans la mémoire puis démarre le noyau (Linux).
2. Linux vérifie la présence d'un initramfs, s'il en trouve il crée un système de fichier tmpfs et y extrait et monte l'initramfs.
3. Dans ce même système de fichier (tmpfs), le noyau exécute le script init.
4. Le script init monte le système de fichier racine root, en chargeant des modules du noyau utile pour le montage grace au différents scripts/programme et autres utilitaires présent dans l'initramfs (au besoin) et monte aussi les systèmes de fichiers comme /var et /usr.
5. Une fois la racine monté, le script init commute la racine de tmpfs vers le système de fichier précédemment monté.
6. Une fois la racine changée, le script init exécute le binaire /sbin/init pour continuer le processus de démarrage (en lançant des services/démons pour lancer le système).

Utilité d'un initramfs

Un initramfs n'est pas obligatoire, si on installe une distribution Linux qui permet de compiler sa propre version du noyau ainsi que sa configuration, une image initramfs n'est pas nécessaire, car le système est connu d'avance. Dans d'autres distributions, il y'a beaucoup d'inconnues pour le noyau, comme le type de système de fichiers par exemple, ce qui demande de charger certains modules dans le noyau ou d'avoir besoin de certains scripts/programmes. Généralement, ce sont les modules Linux qui pousse l'utilisation d'un initramfs.

Mais par exemple, imaginez une infrastructure ou tous les dossiers /home sont sur une autre machine, Linux est normalement incapable à lui tout seul de pouvoir se connecter à une machine distante sur le réseau de l'entreprise, pour ce faire, il utilise initramfs, qui possède toute une panoplie d'outils comme le paquet iproute, dhcp, mount, etc qui va permettre de monter un nfs (par exemple) depuis la machine distante qui partage les dossiers utilisateurs.

Conclusion

L'initramfs est un "mini" système de fichier compressé contenant toute une hiérarchie de système Linux avec des outils utiles pour le montage du système de fichier racine de votre machine, mais il n'est pas obligatoire.

bibliographie: - wiki.gentoo.org - fr.linuxfromscratch.org - wiki.debian.org - wiki.archlinux.org