ramdisk内存虚拟盘(一)——前世今生
1990 年代：前因——“硬盘太慢、驱动太多”
- 背景：早期 Linux 根文件系统要么在软盘、要么在 IDE 硬盘，内核把对应的软盘/IDE 驱动编进去即可顺利挂载。
- 矛盾出现：随着 SCSI、PCMCIA、USB、RAID 控制器等百花齐放，如果把所有可能的驱动都静态编进内核，内核体积会爆炸；如果把驱动当模块放在 /lib/modules，又陷入“挂载根文件系统需要根文件系统里的模块”的鸡与蛋问题。
- 解决思路：在内存里先伪造出一个“小硬盘”（ramdisk），把必备驱动、工具、甚至 fsck 都塞进这个内存盘；内核只要能识别内存本身，就能先挂 ramdisk，再从 ramdisk 里加载真正的存储驱动，最后 pivot 到真正的根文件系统 。
这就是 ramdisk 技术诞生的直接原因——启动阶段的“驱动跳板”。
1995：首次实现——rd.c 与 ramdisk 的诞生
- 1995 年左右的内核 1.x/2.0，出现了最早的 rd.c；它把一段连续的物理内存注册成块设备 /dev/ramX，再通过 mke2fs 格式化就能当磁盘用。
- 特点：
– 大小在编译时固定（默认 4 MB，最多 16 个设备）；
– 需要完整走块设备层，先格式化再挂载，浪费内存和 CPU；
– 掉电即失，只能放启动时一次性数据 。
1999-2002：initrd 标准化——压缩 cramfs/ext2 镜像
- 为了解决早期 ramdisk 浪费内存的问题，社区把 ramdisk 做成压缩镜像（ext2、cramfs、romfs），由 bootloader 一次性读入内存，内核解压后挂载为临时根文件系统。
- 这就是我们今天说的 initrd（initial ramdisk）。
- 启动流程变为：
- bootloader 把内核 + initrd.gz 读进内存；
- 内核启动→解压 initrd→挂载为 /→执行 /linuxrc 或 /init；
- /init 加载 udev、驱动、建立 /dev 节点→挂载真正的根文件系统→switch_root 。
- 局限性：镜像大小固定，需要事先估算；解压后仍占用整块内存；脚本维护复杂。
2004-2006：initramfs 兴起——ramfs/tmpfs 取代块设备
- 内核 2.4/2.6 引入 initramfs，技术上基于 ramfs/tmpfs，而非块设备。
- 区别：
– 不再是块设备，而是直接利用 page cache 当文件系统，省掉一次格式化/缓存复制；
– 大小可变，按需增长，可回收；
– 使用 cpio 格式打包，可无缝嵌入内核镜像（CONFIG_INITRAMFS_SOURCE）；
– 启动脚本统一为 /init，接口更简单 。 - 结果：initrd 退出主流，initramfs 成为各大发行版的默认启动机制。
2007-至今：brd 模块、tmpfs 日常化
- 传统 ramdisk 块设备演化为 brd（block ramdisk，drivers/block/brd.c），仍保留在源码，用于：
– 无盘机、嵌入式系统需要真正“磁盘”语义的场景；
– 测试块层、文件系统完整性校验等。 - 日常使用中，tmpfs 全面接管“内存当磁盘”的需求：
– /tmp、/run、/dev/shm 默认挂载 tmpfs；
– 读写速度 1 GB/s 以上，空间随用随还；
– 不再掉坑“固定大小、双份缓存” 。
副作用与经验教训
- 掉电即失：曾有人把 MySQL 数据目录放在 ramdisk 以求极速，结果断电订单归零 。
- 内存是昂贵资源：ramdisk 占用不可回收的连续内存，tmpfs 则可用 swap、可回收，性价比更高。
- 安全场景：ramdisk 的易失性反而成为“解密后即焚”的理想场所，例如高安全级别下的临时解密盘 。
一句话总结
ramdisk 最初是“为了启动而伪造的磁盘”，后来变成“为了速度而牺牲容量”的利器，最终被 initramfs + tmpfs 取代——它完成了“启动跳板”的使命，也留给我们一条宝贵经验：内存不是保险箱，速度和安全必须权衡。