Linuxupstart和ubuntu启动过程原理

会计考友

ubuntu从6.10开始逐步用upstart代替原来的sysinit，进行服务进程的管理。也正是从6.10开始，ubuntu的启动过程开始变得有点“变幻莫测”。也没办法，这是正在开发中的upstart不可避免的。为了对原有的init实现向后兼容，upstart可以说是在表象上保留了大部分原来init的特性，因而目前linux初始化进程名仍然叫init，而改变的核心，乃是Event机制。理解并讲清楚这个改变的重要意义和内在机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)在系统启动中的表象行为。[注：据Scott James Remnant在其博客上所说，upstart 0.5.0版本将在未来几周发布。]
　　关于系统启动，熟悉Linux的人大多应该知道，init进程(PID=1)乃是所有进程的父进程，所有进程由它控制。init进程的运行时间是内核完成文件系统的加载后。那么init进程是如何开启系统中的其它进程的呢？在阐述这个问题之前，大致地说明一下目前ubuntu中与init相关的几个目录和应用程序，可以方便后面的论述。这些目录和程序包括：
　　init
7 G0 Y& T) N7 w+ M　　telinit
　　runlevel
3 w% H, G/ h  ]- J　　/etc/event.d/
　　/etc/init.d/
　　/etc/rcX.d/
+ l) d  E9 L$ u　　前三个是应用程序(注意哦，它们都不是shell脚本)，可以理解为是由内核调用的。关于它们的功能，从manpage查看就可以了。我们的重点是后面给出的三个目录。
1 h; J+ l, N" A( J　　首先是/etc/event.d/目录，这是upstart的核心，upstart不同于原有的init的地方就在于它引入了event机制。Event机制通俗的讲就是将所有进程的触发、停止等等都看作event(事件)。/etc/event.d/中就存放了目前upstart需要识别的event。这其中主要有三种rc-default, rcX(x=0,1,...6,S)以及ttyX。这rc-default就类似于那大名鼎鼎的inittab文件，它就是设置默认运行级别的[注：upstart中实际并没有运行级别的概念，这么称呼是为了init向后的兼容性]。现在你应该知道了ubuntu里没有了inittab文件后该到哪里设置默认运行级别的了吧！cat rc-default一下吧！rcX文件是发生相应运行级别事件(可以注意到event这个词在upstart里真是无处不见啊)时，需要运行程序的脚本，而ttyX则是设置伪终端数目的，也就是你Ctrl+Alt+F(1~6)调出的那个Console。我们以rc2为例，cat rc2:
0 ~3 A* a. F; ]7 T5 t6 g　　start on runlevel 2
　　stop on runlevel [!2]
　　console output
　　script
　　set $(runlevel --set 2 || true)
　　if [ "$1" != "unknown" ]; then
1 z; l/ Q! r9 @# Z2 U+ {  C　　PREVLEVEL=$1
. {" C, V" U( u　　RUNLEVEL=$2
: b: X  w1 t7 N2 O3 Z% `: ^　　export PREVLEVEL RUNLEVEL
9 d$ \. @8 S' U, c) H9 a　　fi
# r3 x/ z. {. y  u9 b" P( ~　　exec /etc/init.d/rc 2
　　end script
　　..
) P0 W4 w% F6 }/ @1 ]3 ]9 M　　不去考虑细节，只要注意到前两行和倒数第二行就可以了。可以看到，rc2文件是定义在发生运行级别2的时候所要执行的东西，核心就是这句：exec /etc/init.d/rc 2。这样，我们就可以自然地过渡到下一个重要的目录，/etc/init.d/了。
7 J1 l' Q+ q0 z1 t* o　　你可以ls /etc/init.d/看一下里面的内容，对它有个大致的了解。/etc/init.d/中存放的是服务(services)或者任务(tasks)的执行脚本。可以这么说，只要你安装了一个程序(特别是服务程序daemon)，它可以在系统启动的时候运行，那么它必定会在/etc/init.d/中有一个脚本文件。我们还回到上面的rc2文件，它执行了一个exec /etc/init.d/rc 2的命令。也就是说，给/etc/init.d/rc脚本传递了一个参数"2"，让它执行。我们仔细查看一下rc脚本(很长，耐心点)，能看到这样的一段：
　　# Now run the START scripts for this runlevel.
　　# Run all scripts with the same level in parallel
　　.......
　　for s in /etc/rc$runlevel.d/S*
　　.......
　　这说明，当给rc脚本传递一个数字参数"X"的时候，它在经过一系列的设置后，将会开始执行/etc/rcX.d/下S开头的脚本。这就过渡到下一个目录/etc/rcX.d/了。
& x8 V, U. T. w! R% C5 m2 g　　进入/etc/rcX.d/，ls -l /etc/rcX.d/看看有些什么内容？哈哈，没错，都是一些到/etc/init.d/中脚本的符号链接。不同的是它们的开头加上了S和一个数字。熟悉原本init的人应该知道，S表示在启动时运行，数字则表示执行的先后顺序。
, e  ^' [& s# |5 x　　这样一来，upstart管理的ubuntu启动过程应该就清楚了。梳理一下：
　　1,内核启动init
　　2,init找到/etc/event.d/rc-default文件，确定默认的运行级别(X)
　　3,触发相应的runlevel事件，开始运行/etc/event.d/rcX
4 e$ l1 n' G+ z" e4 v0 w+ x　　4,rcX运行/etc/init.d/rc，传入参数X
　　5,/etc/init.d/rc脚本进行一系列设置，最后运行相应的/etc/rcX.d/中的脚本
　　6,/etc/rcX.d/中的脚本按事先设定的优先级依次启动，直至最后给出登录画面(启动X服务器和GDM)
, L& V3 x$ ^. i; @& d　　理解了这些，手动配置开机服务的启动与否就很简单了。Ubutnu默认的启动级别是2，不想启动的程序，只要把相应的符号链接从/etc/rc2.d/中删去即可！