Ubuntu init启动流程分析

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现行的Linux distros主流的有两种init方式：一种是广为流传的System V initialization，它来源于Unix并且至今仍被各种Linux distros所采用；另一种是近几年提出的Upstart方式，基于事件机制，系统的所有服务，任务都是由事件驱动的。据我所知，采用后一种方式的目前有Ubuntu（6.10 and later），Fedora（9.10 and later），Debian（optional）。虽然采用Upstart的发行版并不多，但它旨在取代旧式的System V initialization。

　　作为知识梳理，我现在就先在这里总结一下这两种方式各自的初始化流程，这也是为了方便整理思路：

　　之前在查找Linux系统init流程的相关资料时总是能够看到inittab的身影，但是在我的Ubuntu上是没有这个文件的，到后来才知道采用 Upstart方式的Ubuntu上是没有inittab这个文件的。在旧式的System V initialization中，/etc/inittab可是个相当重要的文件。init进程启动后第一时间找的就是它！inittab负责初始化系统，设置系统runlevel及进 入各runlevel对应要执行的命令。假设当前inittab中设置的默认runlevle是5，则init会运行/etc/init.d/rc 5命令，该命令会依据系统服务的依赖关系遍历执行/etc/rc5.d中的脚本/程序。进入/etc/rc5.d目录可以发现里面的文件都是到/etc /init.d/下对应的脚本/程序的软链接。以S开头的为启动的意思，以K开头的为停止。并且S/K后面的两位数数字代表了服务的启动顺序（由服务依赖关系决定）。

　　那么Upstart job是怎么样的呢？我们知道，System V initializaiton是以runlevel为核心，依据服务间依赖关系的init方式，但在Upstart job，runlevel虽说对于服务的启动也有影响但已不是关键所在。Upstart job是事件驱动的，系统服务的启动、停止等等均是由事件决定的，反过来，系统服务的启动、停止也可以作为事件源触发其他服务。并且事件并不一定得由系统内部产生，用户可以手工的键入start/stop [Service]产生事件来启动/终止服务。man upstart-evnets查看upstart job所定义的事件，可以发现，runlevel也被当作事件来对待（因runlevel的改变而产生的事件），诸如此类还有其他如 startup，started，filesystem等等。那么系统服务又是如何知道自己应该什么时候启动，什么时候终止的呢？答案就在于/etc /init中（有的distros可能是在/etc/event.d）。进入/etc/init目录下一看，均是系统服务的配置文件，或者说，是job definition files。（实际上Upstart init只需要/etc/init这么一个目录，不像System V init，“拐弯抹脚”转好多圈才到达目的地，在性能上不如前者）。随便打开一个文件，比如cron.conf：

# cron - regular background program processing daemon #
# cron is a standard UNIX program that runs user-specified programs at  # periodic scheduled times  description "regular background program processing daemon" start on runlevel [2345]
stop on runlevel [!2345]

expect fork

respawn

exec cron

　　相信敏锐的程序猿们都发现了：start on runlevel [2345]；stop on runlevel [！2345]

　　没错，配置文件就是通过这个来设置服务何时启动，何时终止的。

　　实际上并不仅仅在系统启动初期，在系统运转的任何时期都可以通过发送事件来启动或终止服务。这便是Upstart job的优点之一，除了用于系统初始化，还可以在系统运行阶段发挥作用。相比之下System V initialization方式下的配置文件一般只用于系统初始化阶段，当然系统运行阶段我们可以通过/etc/init.d/Service start/stop/otherCommand来操作服务，但很明显不如Upstart方式简洁明白。

　　好，介绍完System V initialization和Upstart，那么现在就能介绍Ubuntu init系统初始化流程。前面提过Ubuntu使用的是Upstart方式的initialization，其实不全然，考虑到6.10之前的版本采用的System V init及某些服务的需要，Ubuntu采用的是兼容模式，即：系统中既有System V-style启动的服务，也有Upstart启动的服务。如果你使用的是Ubuntu11.04（我目前PC上的系统），那么你可以看到系统中有这么几个目录：

/etc/init
/etc/init.d
/etc/rc${runlevel}.d

　　作为两种init方式各自特征的/etc/init.d，/etc/rc${runlevel}.d目录和/etc/init目录在Ubuntu中都有了，那么Ubuntu是如何实现兼容的？实际上，Ubuntu中并没有直接采用System V-style启动服务，要知道，Ubuntu中的init已被替换为Upstart init，而System V-style的服务是存放于/etc/rc${runlevel}.d目录中的，（而/etc/rc${runlevle}.d/下的文件是到/etc/init.d的软链接）可Upstart init并不会直接跑到这里面去启动服务。它是通过间接调用来启动这类服务的。换句话说，Ubuntu中的init并不会直接奔着/etc/init.d或者/etc/rc${runlevel}.d/而去，它采用了折衷的办法，通过/etc/init下的某些配置文件调用/etc/rc${runlevel}.d/中的脚本以启动采用旧式System V-style的服务。唉，说的我自己都觉得好绕，还是见实例吧，看下面。

　　进入/etc/init目录（Upstart init会到该目录下读取配置文件），会发现几个跟rc有关的配置文件：

rc.conf
rc-sysinit.conf
rcS.conf

　　rc-sysinit在startup事件发生时被启动，rc在系统runlevel变化时被启动，rcS在系统runlevel为S时启动。在配置文件的注释中说明了，这几个文件，正是Upstart init处理System V-style服务的关键。

　　rc-sysinit在startup事件发生时被启动，即，Upstart init会首先读取rc-sysinit.conf并执行相关配置和脚本。rc-sysinit.conf的主要工作是设置系统默认runlevel，检测是否存在/etc/inittab或内核命令行，若存在，则按内核命令行>/etc/inittab>默认runlevel的顺序设置系统 runlevel。最后，调用telinit进入设置的runlevel。

　　由于调用了telinit进入了设定的runlevel，runlevel改变的事件发生，此时rc服务启动（当然其他服务也会）。那么，我们就有必要来看看rc.conf中到底有什么东西。打开rc.conf，注意到最后一行：

exec /etc/init.d/rc $RUNLEVEL

　　是不是感觉/etc/init.d/rc很熟悉，没错，在System V initialization中，/etc/inittab中的各runlevel对应的命令行就是通过这种形式设置的。

　　很明显，/etc/init.d/rc被调用了，并且传入了早前设置好的系统runlevel作为参数。而/etc/init.d/rc会根据传入 的runlevel参数调用/etc/rc${runlevel}.d/下的脚本（以S开头）以启动服务，终止在前次runlevel启动而当前在 runlevel需要终止的服务。至此，Ubuntu处理System V-style服务的流程是不是渐渐明朗了。通过rc-sysinit和rc间接的调用/etc/init.d/rc从而启动System V-style服务，Ubuntu在采用新式Upstart init照顾了旧式的System V init。

　　采用Upstart方式启动的服务则在/etc/init/目录中有属于自己的一份配置文件，终端下键入：initctl list，看看列出的服务是否同/etc/init/下的服务完全一致！

　　Over！！！

　　另：上面的内容很多是我个人的理解，大方向应该没错，但细节处的理解就不敢保证拉。看官发现了别忘了给出建议哟！

　　btw，rc这东西代表的是Run Commands不？看了wiki好似是这样子的：It is used for any file that contains startup information for a command。曾经有段时间分不清是Run Commands还是Runtime Configuration～_～!

　　祝大家圣诞快乐！新年快乐！