Kernel & initramfs

Nach dem Bootloader übernimmt der Linux-Kernel. Bevor er das eigentliche Root-Dateisystem einhängen kann, braucht er oft Treiber, die erst geladen werden müssen — ein Henne-Ei-Problem, das die initramfs löst.

Phase 3: Was der Kernel beim Start tut

GRUB lädt Kernel + initramfs in den RAM
        │
        ▼
Kernel entpackt und startet sich selbst
        │
        ▼
Kernel mountet initramfs als temporäres Root-Filesystem (/)
        │
        ▼
/init (oder /sbin/init) aus der initramfs wird als PID 1 gestartet
        │
        ├── Kernel-Module laden (Treiber für Festplatte, RAID, Crypto, ...)
        ├── Geräte erkennen (udev)
        ├── ggf. Verschlüsselung entsperren (cryptsetup)
        ├── ggf. RAID zusammenbauen (mdadm)
        │
        ▼
Echtes Root-Dateisystem einhängen (pivot_root)
        │
        ▼
systemd (PID 1 im echten Root) übernimmt → Phase 4

initramfs — temporäres Root-Dateisystem

initramfs (initial RAM filesystem) ist ein komprimiertes cpio-Archiv, das der Bootloader zusammen mit dem Kernel in den Arbeitsspeicher lädt. Es enthält ein minimales Linux-System mit allem, was gebraucht wird um das echte Root-Dateisystem zu mounten.

Typischer Inhalt:

• Kernel-Module (Treiber für Festplatten-Controller, Dateisysteme)
• udev (Geräte-Erkennung)
• busybox (Shell und Basis-Werkzeuge)
• cryptsetup (bei verschlüsseltem Root-FS)
• mdadm (bei Software-RAID)
• nfs-utils (bei NFS-Root)

initrd vs. initramfs

	initrd	initramfs
Format	Disk-Image (ext2)	cpio-Archiv (komprimiert)
Einbindung	als Block-Device gemountet	direkt im RAM entpackt
Status	veraltet	aktueller Standard

Trotzdem heißt die Datei oft noch initrd.img-... — historisch bedingt.

Speicherort

ls -lh /boot/
# initrd.img-6.1.0-18-amd64    ← Debian/Ubuntu
# initramfs-6.1.0-67.el9.img   ← RHEL/Fedora
# initramfs-linux.img           ← Arch

Inhalt inspizieren

# Debian/Ubuntu
lsinitramfs /boot/initrd.img-$(uname -r)
lsinitramfs /boot/initrd.img-$(uname -r) | grep crypt   # enthält cryptsetup?

# RHEL/Fedora
lsinitrd /boot/initramfs-$(uname -r).img
lsinitrd /boot/initramfs-$(uname -r).img | grep mdadm

# Manuell entpacken (Arch / alle):
mkdir /tmp/initramfs && cd /tmp/initramfs
unmkinitramfs /boot/initramfs-linux.img .    # Debian-Tool
# oder:
cpio -idv < <(zcat /boot/initrd.img-$(uname -r))

initramfs neu erstellen

Nach Änderungen an Kernel-Modulen, Treiber-Konfiguration oder Blacklists muss die initramfs neu erstellt werden:

Debian/Ubuntu

# Aktuellen Kernel
sudo update-initramfs -u

# Alle installierten Kernel
sudo update-initramfs -u -k all

# Für einen bestimmten Kernel
sudo update-initramfs -u -k 6.1.0-18-amd64

RHEL/Fedora

# Aktuellen Kernel
sudo dracut --force

# Bestimmten Kernel
sudo dracut --force /boot/initramfs-$(uname -r).img $(uname -r)

# Mit mehr Details
sudo dracut --force --verbose

Arch

# Alle Kernel (empfohlen nach Modul-Änderungen)
sudo mkinitcpio -P

# Bestimmtes Preset
sudo mkinitcpio -p linux

Achtung

Nach Änderungen an /etc/modprobe.d/ (Blacklist, Parameter) muss die initramfs neu erstellt werden — sonst sind die Änderungen nur für Module aktiv, die nach dem initramfs-Start geladen werden, nicht für Module die bereits darin sind.

Kernel-Parameter

Der Bootloader übergibt dem Kernel beim Start Parameter. Die aktiven Parameter des laufenden Systems:

cat /proc/cmdline
# BOOT_IMAGE=/boot/vmlinuz-6.1.0 root=UUID=abc123 quiet splash

Häufige Kernel-Parameter:

Parameter	Bedeutung
root=UUID=...	Root-Dateisystem (UUID oder Pfad)
quiet	Kernel-Meldungen beim Booten unterdrücken
splash	Grafischer Bootsplash anzeigen
nomodeset	Kernel-Modesetting deaktivieren (Grafik-Probleme)
single / 1	Single-User-Modus (Rettungsmodus)
rd.luks.uuid=...	LUKS-verschlüsselte Partition entsperren
rd.md.uuid=...	Software-RAID-Array angeben
init=/bin/bash	Alternative zu systemd (nur für Notfälle)

Parameter dauerhaft setzen: in der GRUB-Konfiguration unter GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT in /etc/default/grub, dann update-grub / grub-mkconfig ausführen. Mehr dazu: Bootloader