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upstart 和ubuntu啟動過程原理介紹

ubuntu從6.10開始逐步用upstart代替原來的sysinit,進行服務進程的管理。也正是從6.10開始,ubuntu的啟動過程開始變得有點“變幻莫測”。也沒辦法,這是正在開發中的upstart不可避免的。為了對原有的init實現向後兼容,upstart可以說是在表象上保留了大部分原來init的特性,因而目前linux初始化進程名仍然叫init,而改變的核心,乃是Event機制。理解並講清楚這個改變的重要意義和內在機理可不是件容易的事,所以我只打算研究一下目前upstart(0.3.9, ubuntu 8.04)在系統啟動中的表象行為。[注:據Scott James Remnant在其博客上所說,upstart 0.5.0版本將在未來幾周發布。]

    關於系統啟動,熟悉Linux的人大多應該知道,init進程(PID=1)乃是所有進程的父進程,所有進程由它控制。init進程的運行時間是內核完成文件系統的加載後。那麼init進程是如何開啟系統中的其它進程的呢?在闡述這個問題之前,大致地說明一下目前ubuntu中與init相關的幾個目錄和應用程序,可以方便後面的論述。這些目錄和程序包括:

 init
telinit
runlevel
/etc/event.d/
/etc/init.d/
/etc/rcX.d/
 
    前三個是應用程序(注意哦,它們都不是shell腳本),可以理解為是由內核調用的。關於它們的功能,從manpage查看就可以了。我們的重點是後面給出的三個目錄。

    首先是/etc/event.d/目錄,這是upstart的核心,upstart不同於原有的init的地方就在於它引入了event機制。Event機制通俗的講就是將所有進程的觸發、停止等等都看作event(事件)。/etc/event.d/中就存放了目前upstart需要識別的event。這其中主要有三種rc-default, rcX(x=0,1,...6,S)以及ttyX。這rc-default就類似於那大名鼎鼎的inittab文件,它就是設置默認運行級別的[注:upstart中實際並沒有運行級別的概念,這麼稱呼是為了init向後的兼容性]。現在你應該知道了ubuntu裡沒有了inittab文件後該到哪裡設置默認運行級別的了吧!cat rc-default一下吧!rcX文件是發生相應運行級別事件(可以注意到event這個詞在upstart裡真是無處不見啊)時,需要運行程序的腳本,而ttyX則是設置偽終端數目的,也就是你Ctrl+Alt+F(1~6)調出的那個Console。我們以rc2為例,cat rc2:

     start on runlevel 2
stop on runlevel [!2]
console output
script
        set $(runlevel --set 2 || true)
        if [ "{GetProperty(Content)}" != "unknown" ]; then
            PREVLEVEL={GetProperty(Content)}
            RUNLEVEL=$2
            export PREVLEVEL RUNLEVEL
        fi
    exec /etc/init.d/rc 2
end script
 
..

    不去考慮細節,只要注意到前兩行和倒數第二行就可以了。可以看到,rc2文件是定義在發生運行級別2的時候所要執行的東西,核心就是這句:exec /etc/init.d/rc 2。這樣,我們就可以自然地過渡到下一個重要的目錄,/etc/init.d/了。

    你可以ls /etc/init.d/看一下裡面的內容,對它有個大致的了解。/etc/init.d/中存放的是服務(services)或者任務(tasks)的執行腳本。可以這麼說,只要你安裝了一個程序(特別是服務程序daemon),它可以在系統啟動的時候運行,那麼它必定會在/etc/init.d/中有一個腳本文件。我們還回到上面的rc2文件,它執行了一個exec /etc/init.d/rc 2的命令。也就是說,給/etc/init.d/rc腳本傳遞了一個參數"2",讓它執行。我們仔細查看一下rc腳本(很長,耐心點),能看到這樣的一段:

     # Now run the START scripts for this runlevel.
# Run all scripts with the same level in parallel
.......
for s in /etc/rc$runlevel.d/S*
.......
 


    這說明,當給rc腳本傳遞一個數字參數"X"的時候,它在經過一系列的設置後,將會開始執行/etc/rcX.d/下S開頭的腳本。這就過渡到下一個目錄/etc/rcX.d/了。

    進入/etc/rcX.d/,ls -l /etc/rcX.d/看看有些什麼內容?哈哈,沒錯,都是一些到/etc/init.d/中腳本的符號鏈接。不同的是它們的開頭加上了S和一個數字。熟悉原本init的人應該知道,S表示在啟動時運行,數字則表示執行的先後順序。

    這樣一來,upstart管理的ubuntu啟動過程應該就清楚了。梳理一下:
    1,內核啟動init
    2,init找到/etc/event.d/rc-default文件,確定默認的運行級別(X)
    3,觸發相應的runlevel事件,開始運行/etc/event.d/rcX
    4,rcX運行/etc/init.d/rc,傳入參數X
    5,/etc/init.d/rc腳本進行一系列設置,最後運行相應的/etc/rcX.d/中的腳本
    6,/etc/rcX.d/中的腳本按事先設定的優先級依次啟動,直至最後給出登錄畫面(啟動X服務器和GDM)

    理解了這些,手動配置開機服務的啟動與否就很簡單了。Ubutnu默認的啟動級別是2,不想啟動的程序,只要把相應的符號鏈接從/etc/rc2.d/中刪去即可

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