Linux init程式分析

轉載地址：  https://blog.csdn.net/zhoudaxia/article/details/6666872

  1、init程式剖析

清單 1. inittab 檔案摘錄

1. # The default runlevel
2. id:2:initdefault
4. # Boot-time system configuration/initialization script
5. si::sysinit:/etc/init.d/rcS
7. # Runlevels
8. l0:0:wait:/etc/init.d/rc 0
9. l1:1:wait:/etc/init.d/rc 1
10. l2:2:wait:/etc/init.d/rc 2
11. l3:3:wait:/etc/init.d/rc 3
12. l4:4:wait:/etc/init.d/rc 4
13. l5:5:wait:/etc/init.d/rc 5
14. l6:6:wait:/etc/init.d/rc 6
15. z6:6:respawn:/sbin/sulogin
17. # How to react to ctrl-alt-del
18. ca:12345:ctrlaltdel:/sbin/shutdown -t1 -a -r now

1. # inittab is only used by upstart for the default runlevel.
2. #
3. # ADDING OTHER CONFIGURATION HERE WILL HAVE NO EFFECT ON YOUR SYSTEM.
4. #
5. # System initialization is started by /etc/init/rcS.conf
6. #
7. # Individual runlevels are started by /etc/init/rc.conf
8. #
9. # Ctrl-Alt-Delete is handled by /etc/init/control-alt-delete.conf
10. #
11. # Terminal gettys are handled by /etc/init/tty.conf and /etc/init/serial.conf,
12. # with configuration in /etc/sysconfig/init.
13. #
14. # For information on how to write upstart event handlers, or how
15. # upstart works, see init(5), init(8), and initctl(8).
16. #
17. # Default runlevel. The runlevels used are:
18. # 0 - halt (Do NOT set initdefault to this)
19. # 1 - Single user mode
20. # 2 - Multiuser, without NFS (The same as 3, if you do not have networking)
21. # 3 - Full multiuser mode
22. # 4 - unused
23. # 5 - X11
24. # 6 - reboot (Do NOT set initdefault to this)
25. #
26. id:5:initdefault:

1. start on startup
3. stop on runlevel
5. task
7. # Note: there can be no previous runlevel here, if we have one it's bad
8. # information (we enter rc1 not rcS for maintenance). Run /etc/rc.d/rc
9. # without information so that it defaults to previous=N runlevel=S.
10. console output
11. exec /etc/rc.d/rc.sysinit
12. post-stop script
13. if [ "$UPSTART_EVENTS" = "startup" ]; then
14. [ -f /etc/inittab ] && runlevel=$(/bin/awk -F ':' '$3 == "initdefault" && $1 !~ "^#" { print $2 }' /etc/inittab)
15. [ -z "$runlevel" ] && runlevel="3"
16. for t in $(cat /proc/cmdline); do
17. case $t in
18. -s|single|S|s) runlevel="S" ;;
19. [1-9]) runlevel="$t" ;;
20. esac
21. done
22. exec telinit $runlevel
23. fi
24. end script

1. # rcS - System V single-user mode compatibility
2. #
3. # This task handles the old System V-style single-user mode, this is
4. # distinct from the other runlevels since running the rc script would
5. # be bad.
7. description "System V single-user mode compatibility"
8. author "Scott James Remnant <scott@netsplit.com>"
10. start on runlevel S
11. stop on runlevel [!S]
13. console owner
14. script
15. if [ -x /usr/share/recovery-mode/recovery-menu ]; then
16. exec /usr/share/recovery-mode/recovery-menu
17. else
18. exec /sbin/sulogin
19. fi
20. end script
22. post-stop script
23. # Don't switch runlevels if we were stopped by an event, since that
24. # means we're already switching runlevels
25. if [ -n "${UPSTART_STOP_EVENTS}" ]
26. then
27. exit 0
28. fi
30. # Switch, passing a magic flag
31. start --no-wait rc-sysinit FROM_SINGLE_USER_MODE=y
32. end script

1. # rc-sysinit - System V initialisation compatibility
2. #
3. # This task runs the old System V-style system initialisation scripts,
4. # and enters the default runlevel when finished.
6. description "System V initialisation compatibility"
7. author "Scott James Remnant <scott@netsplit.com>"
9. start on filesystem and net-device-up IFACE=lo
10. stop on runlevel
12. # Default runlevel, this may be overriden on the kernel command-line
13. # or by faking an old /etc/inittab entry
14. env DEFAULT_RUNLEVEL=2
16. # There can be no previous runlevel here, but there might be old
17. # information in /var/run/utmp that we pick up, and we don't want
18. # that.
19. #
20. # These override that
21. env RUNLEVEL=
22. env PREVLEVEL=
24. console output
25. env INIT_VERBOSE
27. task
29. script
30. # Check for default runlevel in /etc/inittab
31. if [ -r /etc/inittab ]
32. then
33. eval "$(sed -nre 's/^[^#][^:]*:([0-6sS]):initdefault:.*/DEFAULT_RUNLEVEL="\1";/p' /etc/inittab || true)"
34. fi
36. # Check kernel command-line for typical arguments
37. for ARG in $(cat /proc/cmdline)
38. do
39. case "${ARG}" in
40. -b|emergency)
41. # Emergency shell
42. [ -n "${FROM_SINGLE_USER_MODE}" ] || sulogin
43. ;;
44. [0123456sS])
45. # Override runlevel
46. DEFAULT_RUNLEVEL="${ARG}"
47. ;;
48. -s|single)
49. # Single user mode
50. [ -n "${FROM_SINGLE_USER_MODE}" ] || DEFAULT_RUNLEVEL=S
51. ;;
52. esac
53. done
55. # Run the system initialisation scripts
56. [ -n "${FROM_SINGLE_USER_MODE}" ] || /etc/init.d/rcS
58. # Switch into the default runlevel
59. telinit "${DEFAULT_RUNLEVEL}"
60. end script

    init的完整初始化過程如下（包括啟動字元介面和圖形介面）：

1. /sbin/init
2. --->/etc/init/rcS.conf
3. --->exec /etc/rc.d/rc.sysinit 執行第一個指令碼（Ubuntu中為/etc/init/rc-sysinit.conf）
4. --->/bin/hostname 獲取主機名(設定$HOSTNAME)
5. --->/etc/sysconfig/network 配置網路基本引數
6. --->/proc/mounts 檢測並掛載procfs,sysfs到/proc,/sys
7. --->/etc/init.d/functions  包含一些通用函式，會被/etc/init.d（是到rc.d/init.d的連結）下的指令碼用到
8. --->/etc/sysconfig/i18n 設定終端字符集
9. --->/etc/sysconfig/init 設定終端和圖形介面的一些引數
10. --->deamon(),killproc(),pidofproc() 一些通用函式
11. --->status(),echo_success(),
12. --->update_boot_stage(),strstr()
13. --->/selinux/enforce 檢查SELinux的狀態
14. --->/etc/system-release 列印熟悉的發行版資訊 “Welcome to Fedora ..."
15. --->/proc/cmdline 獲取核心啟動的命令列引數
16. --->/proc/sys/kernel/modprobe 獲取modprobe的位置（為/sbin/modprobe）
17. --->/sbin/sysctl 初始化硬體（通過sysctl設定執行時核心引數）
18. --->kill $nashpid 殺死所有的nash程式（我們在initrd中使用的shell）
19. --->/sbin/start_udev 啟動udev（(動態裝置管理程式）
20. --->/bin/taskset  設定程式的預設CPU親合值（即優先使用哪個CPU，用在多處理器環境中）
21. --->/etc/sysconfig/modules/*.modules 載入其他使用者自定義的模組
22. --->sysctl -e -p /etc/sysctl.conf 配置核心引數
23. --->/proc/devices 獲取裝置號及相應裝置名，以便進行裝置初始化
24. --->/sbin/dmraid 啟用software raid
25. --->/sbin/kpartx “/dev/mapper/..."  為software raid上的每塊硬碟建立裝置對映
26. --->/.autofsck 是否自動執行檔案系統檢查
27. --->sulogin 若為單使用者模式，執行單使用者登入程式
28. --->plymouth --show-splash 顯示啟動時的背景畫面
29. --->/etc/sysconfig/readonly-root 設定root檔案系統掛載方式
30. --->從/etc/fstab掛載暫存裝置
31. --->/etc/rwtab, /etc/rwtab.d/* 掛載其他有卷標的分割槽
32. --->ip addr show 獲取並設定網上ip地址
33. --->從/etc/fstab掛載持久資料的儲存裝置
34. --->/etc/statetab, /etc/statetab.d/* 持載其他持久資料的儲存裝置
35. --->/sbin/fsck 檢查檔案系統
36. --->umount -a & reboot -f 如果檢查失敗，解除安裝檔案系統並重啟
37. --->以讀寫方式重新掛載root檔案系統 如果檔案系統檢查沒有失敗
38. --->掛載所有其他的檔案系統
39. --->cat /var/lib/random-seed > /dev/urandom 初始化偽隨機數生成器
40. --->/usr/sbin/system-config-keyboard,passwd,... 配置機器相關引數（如果有需要的話）
41. --->/etc/sysconfig/network 重新讀取網路配置資料，並重設hostname
42. --->清除相關的/, /var,/tmp資料
43. --->/sbin/swapon 開啟各個交換區分（根據/proc/swaps）
44. --->/usr/sbin/system-config-network-cmd   執行引導時的網路配置（傳遞核心啟動的netprofile引數）
45. --->dmesg -s 131072 > /var/log/dmesg 轉儲核心啟動的訊息資訊
46. --->/etc/inittab
47. --->id:5:initdefault: 查詢initdefault定義的執行級別（為5，圖形使用者介面）
48. --->telinit $runlevel 切換到對應級別執行
49. --->/etc/init/rc.conf
50. --->exec /etc/rc.d/rc $RUNLEVEL
51. --->/etc/profile.d/lang.sh 設定語言環境
52. --->/etc/rc.d/rc5.d/KNxxxx 先關閉相關服務（在關閉系統時也會執行）
53. --->/etc/rc.d/init.d/xxxx
54. --->/etc/rc.d/rc5.d/SNxxxx 再開啟相關服務
55. --->etc/rc.d/rc5.d/xxxx
56. --->/etc/rc.d/rc.local  在所有init指令碼執行完之後執行，可在些新增自己的初始化命令（Ubuntu中為/etc/rc.local）
57. --->/etc/init/start-ttys.conf 啟動tty1-tty6裝置
58. --->/etc/sysconfig/init 指定tty裝置，通常為/dev/tty1-/dev/tty6
59. --->/etc/init/tty.conf
60. --->exec /sbin/mingetty $TTY 在每個tty裝置上啟動mingetty
61. --->成功後就可以通過Ctrl+Alt+F1..F6在各個不同的tty之間切換
62. ################################################# 字元介面 ################################################
63. --->fork()--->/sbin/mingetty 執行mingetty程式，出現字元登入介面
64. --->/etc/issue 在登入介面上顯示發行版資訊
65. --->exec("/bin/login",...) 執行/bin/login程式，驗證使用者名稱和口令
66. --->/etc/passwd 讀取passwd檔案核對使用者名稱和口令
67. --->jackzhou:x:500:500:jackzhou:/home/jackzhou:/bin/bash
68. --->切換到工作目錄/home/jackzhou
69. --->初始化環境變數$HOME,$PATH等
70. --->/etc/motd 顯示當天的訊息
71. --->檢查新郵件
72. --->exec("/bin/bash",...) 執行bash程式
73. --->/etc/profile 執行這些指令碼中的命令
74. --->.bash_profile或.bashrc
75. --->ENV=$HOME/.anyfilename; export ENV  執行$ENV指向的指令碼（如果設定了的話）
76. --->bash執行中 mingetty,login最後替換成了bash,登入成功
77. ################################################## 圖形介面 #############################################
78. --->/etc/init/prefdm.conf
79. --->exec /etc/X11/prefdm -nodaemon 準備啟動指定的X圖形介面(X Display Manager)
80. --->/etc/sysconfig/i18n 設定語言環境
81. --->/etc/sysconfig/desktop 讀取指定的DM配置（如果有的話）
82. --->exec /usr/sbin/gdm 啟動指定的DM（gdm, kdm, wdm或xdm，預設為/usr/sbin/gdm）
83. --->啟動X server視窗
84. --->/etc/gdm/custom.conf 根據配置在X視窗中顯示登入介面
85. --->使用者選擇語言、鍵盤佈局、會話等
86. --->/usr/share/xsessions/gnome.desktop 讀取會話要顯示的名稱
87. --->Exec=gnome-session 指定預設的會話程式
88. --->使用者輸入使用者名稱和密碼
89. --->用/bin/login驗證使用者名稱和密碼
90. --->/etc/gdm/PreSession/* 執行會話前的一些任務（比如更改X視窗的預設背景）
91. --->/etc/gdm/PostLogin/* 執行一些登入後立即需要執行的命令
92. --->/etc/gdm/Xsession gnome-session--->/etc/X11/xinit/Xsession 啟動GNOME會話
93. --->/etc/X11/xinit/xinitrc-common 匯入Xsession與xinitrc共用的程式碼
94. --->/etc/profile.d/lang.sh 設定i18n環境
95. --->/etc/X11/Xresources 讀取使用者登入時需要載入的全域性資源
96. --->/etc/X11/Xmodmap  讀取的全域性的鍵盤配置（用於xdm和xinit，用startx啟動圖形介面時要用到）
97. --->/etc/X11/xinit/xinitrc.d/* 執行所有的xinitrc指令碼
98. --->exec -l $SHELL -c gnome-session  執行特定的環境設定（以前是執行./Xclients.d/Xclients.gnome-session.sh）
99. --->/etc/X11/xinit/Xclients 執行各個X客戶端的指令碼（或者$HOME/.xsession,或者$HOME/.Xclients）
100. --->/etc/sysconfig/desktop 讀取指定的會話程式配置（如果有的話）
101. --->exec "$(type -p gnome-session)" 預設執行gnome-session，進入GNOME桌面
102. --->GNOME桌面執行中 mingetty,login最後替換成了gnome程式,登入成功
103. --->/etc/gdm/PostSession/* GNOME會話結束時執行的指令碼
104. #################################### 在字元介面下通過startx啟動圖形介面 ##############################################
105. --->/bin/bash 在字元介面的Shell下
106. --->/usr/bin/startx
107. --->記錄$HOME目錄和/etc/X11/xinit下的.xinitrc和.xserverrc檔案 以$HOME目錄下的為優先
108. --->解析使用者指定的client、server、display引數及其選項
109. --->沒有指定引數時就設為前面記錄的.xinitrc和.xserverrc檔案
110. --->XAUTHORITY=$HOME/.Xauthority 設定XAUTHORITY環境變數
111. --->設定X server的許可權資訊
112. --->xinit $client $clientargs -- $server $display $serverargs 啟動X server和第一個X client
113. --->/etc/X11/xinit/xinitrc 用來執行各個X client（上面沒有指定第一個client時）
114. --->/etc/X11/xinit/xinitrc-common 匯入Xsession與xinitrc共用的程式碼
115. --->/etc/profile.d/lang.sh 設定i18n環境
116. --->/etc/X11/Xresources   讀取使用者登入時需要載入的全域性資源
117. --->/etc/X11/Xmodmap 讀取全域性的鍵盤配置
118. --->/etc/X11/xinit/xinitrc.d/* 執行所有的xinitrc指令碼
119. --->/etc/X11/xinit/Xclients 執行各個X client的指令碼（或者$HOME/.Xclients）
120. --->/etc/sysconfig/desktop 讀取指定的會話程式配置（如果有的話）
121. --->exec "$(type -p gnome-session)" 預設執行gnome-session，進入GNOME桌面
123. --->GNOME桌面執行中 mingetty,login最後替換成了gnome程式,登入成功
124. --->/etc/gdm/PostSession/* GNOME會話結束時執行的指令碼

    注意在rc.sysinit載入完/etc/sysconfig/modules/中（如果你希望額外載入一些比如遙控器之類的模組，你可以在這裡增加指令碼）的使用者自定義的模組後，就會由update_boot_stage通知圖形化的啟動介面，準備進入啟動畫面，核心啟動的命令列引數（在grub中可以看到）中會指定rhgb程式。rhgb程式的作用是在啟動的時候建立一個臨時的僅使用loopback網路的X視窗伺服器，然後在這個視窗上顯示啟動進度，init程式的其他部分可以通過rhgb-client程式向這個進度視窗傳送訊息。在“配置機器相關引數”這一步中，如果存在/.unconfigured檔案，會先呼叫rhgb-client向進度視窗傳送訊息，然後呼叫/usr/bin/system-config-keyboard配置鍵盤，呼叫 /usr/bin/passwd root配置超級使用者密碼，呼叫/usr/sbin/system-config-network-tui配置網路，呼叫/usr/sbin/timeconfig配置時區，呼叫 /usr/sbin/authconfig-tui --nostart配置網路登入，呼叫/usr/sbin/ntsysv配置預設的執行級別。然後清空包括/var/lock/，/var/run/， /tmp等在內的臨時目錄，並開啟交換空間。執行完rc.sysinit後，rcS.conf就會查詢inittab中的預設執行級別並切換到這個級別。

    轉到rc.conf，它呼叫/etc/rc.d/rc指令碼，執行指定級別目錄下的各個啟動指令碼。首先按照名稱順序執行那些K打頭的指令碼，然後按照名稱順序執行那些S打頭的指令碼。啟動指令碼（是符號連結）中的數字是怎麼來的呢，它是由你指定的，如果你要增加自己的啟動指令碼到相應的啟動級別中去，這個數字當然應該由你指定，因為只有你才知道這個指令碼應該以什麼樣的優先順序啟動。但是對於那些已經存在的啟動指令碼，它們的優先順序是在指令碼中最前面的註釋行中的chkconfig這一行指定的，在這一行中，你可以看到類似# chkconfig: 35 99 95的字樣，它的含義是：這個指令碼應該增加到執行級別3和執行級別5中，啟動的優先順序是99,關閉的優先順序是95,當然，這些數字是由那些Fedora的開發者測試過沒有問題，所以才寫在這裡的。二進位制的程式/sbin/chkconfig將會讀取這一行，並且在將服務增加到啟動級別中去的時候自動生成檔名。檔名中的第一個字元S和K代表了什麼含義呢？它代表了你在services控制皮膚中選擇了開啟這個服務還是關閉這個服務，如果你在那裡開啟了這個服務，則以S作為前導符，否則為K。結合我們前面介紹的啟動過程，你就可以知道，在啟動的時候，Fedora會首先保證那些K打頭的指令碼是關閉的(通過以stop引數呼叫這個指令碼)，然後才會逐個啟動那些S打頭的指令碼(通過以start引數呼叫這個指令碼)。對於每個啟動指令碼檔案，如果想知道啟動了時候都做了些什麼，可以檢視相應指令碼中的start()函式，比如對於avahi-dnsconfd這個指令碼，我們可以看到，它只是執行了/usr/sbin/avahi-dnsconfd -D這個命令。

1. xsetroot -solid gray &
2. xclock -g 50x50-0+0 -bw 0 &
3. xterm -g 80x24+0+0 &
4. xterm -g 80x24+0-0 &
5. twm

1. X&
2. export DISPLAY=:0.0
3. xterm

    在Fedora 14中，只有/etc/X11/xinit/xinitrc檔案，由它來執行Xclients指令碼，這個指令碼用於執行各個指定的X client，其中的第一個X client即為gnome-session，這就是GNOME桌面環境。從程式碼可知，xinitrc的功能與Xsession幾乎一樣，只有一些細微的差別（在Ubuntu中xinitrc是直接呼叫Xsession的）。

     完整的Linux init程式啟動過程如下圖：

圖1 Linux init程式啟動過程

1. service system/my_service {
3. need = system/initial net/all;
5. exec start = /sbin/my_service --start --option;
6. exec stop = /sbin/my_service --stop --option;
8. }