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【转】init进程初始化工作原理  

2009-01-09 01:07:54|  分类: linux-system |  标签: |举报 |字号 订阅

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【聚杰网Linux】Debian的init进程初始化工作原理

init和inittab
=============
Linux 下为什么会要有个init?用过windows 9.x的人应该知道有个批处理文件autoexec.bat,用过windows NT/2000系统的人应该在控制面板中见过system service工具,它们的目的是相同的。只是比较起来windows下的这些东西功能太弱(当然用法也更简单)。
init是Linux启动的最后一步,它帮助用户完成每次启动系统都必须完成的一些重复性任务,如加载文件系统、各类网络服务等等程序;它还有一个重要用途,让用户自定义系统运行环境,只启动需要的进程,关闭不用的进程,释放内存和处理器资源,让系统运行得更快更稳。

init 会按任务表执行我们下的命令,这个任务表就是/etc/inittab文件。我们可以为系统制定多个运行环境以满足不同任务的需要,在 inittab中称之为运行等级(runlevel)。例如,计算机要用来完成一种联网编译任务(与其它系统共享CPU周期,合作编译软件),这样情况需 占用大量CPU能力和内存,所以当计算机用作这种用途时,其他程序的运行要尽可能少。可设置一个运行等级(如:runlevel 4),把其它程序包括X Window全关闭,只启动联网编译进程;其他时段,你的计算机要与Windows系统共享文件,需要启动Samba,可以再定义一个运行等级(如: runlevel 2)。
现在当你要进行联网编译时可运行init 4,而不用手工去关闭每个暂不需要的进程;要与Windows系统共享文件可运行init 2。

Debian系统对某些运行等级进行了预先配置(而且是无法修改的)

runlevel 0:它的任务就是关闭所有程序,关机。如果计算机及内核支持APM,系统电源可自动切断。

runlevel 1:为单用户模式保留的。在这个运行等级下,除了一个root shell外,没有其它程序运行。除了root文件系统以只读方式安装外,不安装其它文件系统。该运行等级通常在恢复系统时用。

runlevel 6:与runlevel 0非常相似,只是它是重启系统而不是关闭系统。

runlevel 2、3、4、5:Debian系统对它们没有具体规定,通常可自由进行定制,它们都属于多用户模式。其中runlevel 3是Debian使用的默认运行等级。启动Debian系统时,用的就是这个运行等级。

下面是inittab文件的例子

# /etc/inittab: init(8) configuration.
# $Id: inittab,v 1.91 2002/01/25 13:35:21 miquels Exp $

# The default runlevel.
id:2:initdefault:

# Boot-time system configuration/initialization script.
# This is run first except when booting in emergency (-b) mode.
si::sysinit:/etc/init.d/rcS

# What to do in single-user mode.
~~:S:wait:/sbin/sulogin

# /etc/init.d executes the S and K scripts upon change
# of runlevel.
#
# Runlevel 0 is halt.
# Runlevel 1 is single-user.
# Runlevels 2-5 are multi-user.
# Runlevel 6 is reboot.

l0:0:wait:/etc/init.d/rc 0
l1:1:wait:/etc/init.d/rc 1
l2:2:wait:/etc/init.d/rc 2
l3:3:wait:/etc/init.d/rc 3
l4:4:wait:/etc/init.d/rc 4
l5:5:wait:/etc/init.d/rc 5
l6:6:wait:/etc/init.d/rc 6
# Normally not reached, but fallthrough in case of emergency.
z6:6:respawn:/sbin/sulogin

# What to do when CTRL-ALT-DEL is pressed.
ca:12345:ctrlaltdel:/sbin/shutdown -t1 -a -r now

# Action on special keypress (ALT-UpArrow).
#kb::kbrequest:/bin/echo "Keyboard Request--edit /etc/inittab to let this work."

# What to do when the power fails/returns.
pf::powerwait:/etc/init.d/powerfail start
pn::powerfailnow:/etc/init.d/powerfail now
po::powerokwait:/etc/init.d/powerfail stop

# /sbin/getty invocations for the runlevels.
#
# The "id" field MUST be the same as the last
# characters of the device (after "tty").
#
# Format:
# <id>:<runlevels>:<action>:<process>
#
# Note that on most Debian systems tty7 is used by the X Window System,
# so if you want to add more getty's go ahead but skip tty7 if you run X.
#
1:2345:respawn:/sbin/getty 38400 tty1
2:23:respawn:/sbin/getty 38400 tty2
3:23:respawn:/sbin/getty 38400 tty3
4:23:respawn:/sbin/getty 38400 tty4
5:23:respawn:/sbin/getty 38400 tty5
6:23:respawn:/sbin/getty 38400 tty6

# Example how to put a getty on a serial line (for a terminal)
#
#T0:23:respawn:/sbin/getty -L ttyS0 9600 vt100
#T1:23:respawn:/sbin/getty -L ttyS1 9600 vt100

# Example how to put a getty on a modem line.
#
#T3:23:respawn:/sbin/mgetty -x0 -s 57600 ttyS3

该文件有一个基本类型的指令,它们指定命令行,命令行所采取的动作,在何种运行等级下激活命令。这引起命令行的格式大体如下:

id:runlevels:action:command

id是任意一个名称(具体是什么并不重要),runlevels是一个数字串(代表运行等级),action描述何时执行命令,command指定执行的实际命令。拿启动getty的命令行举例:

1:2345:respawn:/sbin/getty 38400 tty1

该命令告诉init,它应该在引导后以运行等级2-5运行命令/sbin/getty 38400 tty1。动作标记respawn表示命令在退出时重新运行(当用户在shell输入exit的时候)。

从方面的文件中可以看到,运行等级2和3有六个活动的gettys,而等级4和5只有一个。假设运行等级4下有三个shell运行在虚拟控制台。你在ID为2和3的命令行的运行等级字段添加了数字4,也就是说你将

2:23:respawn:/sbin/getty 38400 tty2
3:23:respawn:/sbin/getty 38400 tty3

替换成

2:234:respawn:/sbin/getty 38400 tty2
3:234:respawn:/sbin/getty 38400 tty3

然后重启或执行以下命令:

telinit q

对inittab进行修改。telinit q命令指示init重新加载它的配置。参阅telinit(8)。

/etc/inittab的其它行看起来比较复杂,我们先看看还有哪些动作标记:

·respawn:启动命令并监视命令的执行,当进程退出时,再次执行该命令(通常用于虚拟终端设备上的登录提示)。 ·wait:进入指定运行等级时,启动进程。init会停下来,直到执行完成。这个标记用于设置特定等级下软件的启动。
·once:进入指定的任一运行等级时,启动一次进程。
·boot:该命令在系统引导时运行。这种类型的指令忽略运行等级。
·bootwait:该命令在系统引导时运行,init等到它退出后才能继续做别的事。
·off:禁用所有运行等级下的某个命令。
·initdefault:这种类型的项指定在系统引导时进入哪个运行等级。
·powerwait:这类指令给出在电源不足时需要执行的命令。init直到进程完成后才继续工作。
·powerfail:与powerwait类似,但init不等待进程完成。
·powerworkwait:电源正常后执行。init暂停,直到进程结束。
·powerfailnow:当便携机电池或外部UPS电池电量不足时执行。
·ctrlaltdel:指定init在捕获ctrl+alt+del组合键时执行的命令。
·kbdrequest:把特殊动作映射到特定的按键。Debian中的是alt+UpArrow。

现在再看上面的文件是不是清楚了许多?

更强大的sysvinit
================
inittab 的主要功能是描述引导及正常操作时,应该在何种运行等级下启动什么程序,每个运行等级的具体项目完全可以通常/etc/inittab来定 义,但Debian有一个更健壮的方案sysvinit,它被认为是init最强大的应用程序之一。Debian组织inittab的方式是把运行等级的 大部分定义从inittab中移出来,移到一个脚本层次中去。惟一直接从inittab启动的程序只有getty,它用于虚拟设备上启动登录提示符,保留 它因为它们要求特殊处理,在inittab之外处理要困难得多。

inittab来启动所有软件当然是可能的,但将所有配置写在同一个文件既不方便查看也不方便维护,所以文件里会加上这许多行:

l0:0:wait:/etc/init.d/rc 0
l1:1:wait:/etc/init.d/rc 1
l2:2:wait:/etc/init.d/rc 2
l3:3:wait:/etc/init.d/rc 3
l4:4:wait:/etc/init.d/rc 4
l5:5:wait:/etc/init.d/rc 5
l6:6:wait:/etc/init.d/rc 6

这 些行实际决定了系统在各个运行等级下的行为。它们如何做到的也许并不明显,但至少我们知道主要意思:首先每行都有个符号ID lx,lx表示runlevel x;其次,每行只在一个运行等级下激活,该运行等级对应着符号ID中的数字x。命令执行时,init停下来,直到进程结束。最后,每个命令行调用一个脚本 /etc/init.d/rc x,这里x代表当前运行等级的数字。显然各运行等级的具体任务在/etc/init.d/rc脚本中安排。

Debian init设置的核心在/etc/init.d目录。该目录包含了启动或停止重要软件的脚本,为了简化操作,规定每个脚本都使用相同的一套参数——start或stop。个别软件包维护者为用户着想,往这些脚本中加了其他功能,但init不会去调用它们。
举个例子,可调用:#/etc/init.d/apache start来启动Apache,调用:#/etc/init.d/apache stop来关闭它。
作 为一个用户工具,这是非常有用的,它让用户轻松启动和关闭Debian所带的复杂程序,不过在考虑如何启动程序前,先检查/etc/init.d,看看 是不是已经有脚本可以做这件事了。借助于这种机制,可以按自己的需求来调整运行等级,/etc/init.d/rc可以把系统引入所需的运行等级。 /etc/rcx.d是一组指向/etc/init.d的符号链接。进行运行等级时,rc在运行等级目录中按逻辑顺序处理每个脚本。首先前缀为K的每个文 件都以参数stop(按字母和数字顺序)执行;其次,以S为前缀的每个脚本都以参数start(按字母和数字顺序)执行。
了解了工作原理,下面试 着自己来构造一个运行等级。我们使用运行等级5和与之相关的rc目录/etc/rc5.d。首先,看看该目录下的内容:找出每个符 号链接所做的工作;查看文件,判断它来自哪个文件。经过仔细查看,找出启动无用程序的S打头的脚本,把它们删掉,在/etc/init.d中找出需要运行 但未包括在内的脚本,例如假设你想在运行等级5下启动Samba,执行命令:

ln -s /etc/init.d/samba /etc/rc5.d/S20samba

看到这里是不是对init有了新的了解,那么来测试一下学习成果:关闭Debian默认安装时加载的gdm/xdm/kdm进程,让Debian启动到命令行终端而不是X。
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