upstart和ubuntu启动过程原理介绍

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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,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
telinit
runlevel
/etc/event.d/
/etc/init.d/
/etc/rcX.d/

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.

    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:

start on runlevel 2
stop on runlevel [!2]
console output
script
set $(runlevel --set 2 || true)
if [ "$1" != "unknown" ]; then
PREVLEVEL=$1
RUNLEVEL=$2
export PREVLEVEL RUNLEVEL
fi
exec /etc/init.d/rc 2
end script

..

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.

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.

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.

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,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)

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！