根文件系统目录树与 ext4 镜像的区别

摘要

rootfs 首先是一组符合 Linux 根目录约定的文件和目录；ext4 镜像则是承载这些内容的块设备文件系统。debootstrap 生成的是主机目录中的 rootfs 树，mkfs.ext4 -d 把这棵树写入镜像；QEMU 把镜像呈现为 virtio 块设备，Linux 最终把 /dev/vda 挂载为 /。

rootfs 目录树

典型内容包括：

/
├── bin、sbin、usr：程序
├── lib：动态加载器与共享库
├── etc：系统配置
├── dev、proc、sys、run：运行时挂载点
├── var：日志、缓存和软件包状态
└── home、root：用户数据

目录树本身没有 ext4 inode、日志和超级块；它只是主机文件系统中的一组文件。

ext4 镜像

镜像文件内部包含完整的 ext4 元数据和目录内容。QEMU 的 virtio-blk 将普通镜像文件模拟成虚拟磁盘：

debian-arm64.ext4
      ↓ QEMU virtio-blk
/dev/vda
      ↓ Linux ext4 驱动
挂载为 /

因为 ext4 可读写，Debian 的日志、machine-id、软件安装和用户文件可以跨虚拟机重启保存；initramfs 中的临时 rootfs 通常驻留内存，重启后消失。

为什么要关注文件系统特性

创建镜像的 e2fsprogs 可能比运行它的 Linux 内核新。若新工具默认启用旧内核不认识的 incompat feature，Linux 会拒绝挂载。本实验针对 Linux 5.0 显式关闭 orphan_file。

启动前必须内置的能力

为了从 /dev/vda 启动，virtio block 和 ext4 驱动必须直接编入内核。若它们只存在于尚未挂载的磁盘模块目录中，会形成“必须先挂载磁盘才能加载用于挂载磁盘的驱动”的循环依赖。

根文件系统目录树与 ext4 镜像的区别

摘要

rootfs 目录树

ext4 镜像

为什么要关注文件系统特性

启动前必须内置的能力

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