星期四, 二月 01, 2007

FC6启动过程分析——Init 过程

在上一篇文章中,我们介绍了从上电到切换到真正的root之前,FC6都做了哪些事情,接下来,我们将开始介绍从切换到真正的Root到图形界面的用户登录,FC6都做了哪些事情。在切换到真正的Root以后,FC6将电脑的控制权交给真正的init程序,通常使用的都是标准的SysVinit程序,这个程序读取配置文件/ets/inittab,然后按照其中的配置执行指定的任务。研究这个文件,就可以了解从切换到新Root,到提示用户登录,FC6都做了哪些事情。

首先,这个配置文件指定运行文件/etc/rc.d/rc.sysinit,这是个使用bash的执行的脚本文件,它首先检测一些基本系统的挂载情况,然后从/etc/sysconfig/network文件中读取网络配置,检查SELinux(安全性增强Linux)的状态,然后开始设置终端字体(使用/sbin/setsysfont命令,这个命令将读取/etc/sysconfig/i18n配置文件,然后开始打印 "Welcome to Fedora ..."的字样,其中Fedora是从配置文件/etc/redhat-release中读取的。然后开始提示按"I"键将进入交互启动模式,在这种模式,你可以选择是否启动某个特定的服务。然后,使用/sbin/hwclock这个程序从BIOS中读取系统时间,其间使用了配置文件 /etc/sysconfig/clock,然后杀死所有的nash(我们在initrd中使用的shell)进程,启动udev(动态设备管理进程,通过监视sysfs按照规则动态创建/dev目录中的设备,已经逐渐取代了hotplug和coldplug).

然后rc.sysinit程序检查/etc/sysconfig/modules/下的所有的脚本,如果找到可以执行的脚本,就执行它,这里的脚本通常用来定义一些用户级别的模块加载。我想如果你希望额外加载一些比如遥控器之类的模块,你可以在这里增加脚本。

然后,FC6准备进入图形界面继续init过程,进入初始化需要满足的条件包括内核命令行参数中包含rhgb参数并且不包含early-login参数, BOOTUP="color",GRAPHICAL="yes"(这些变量在/etc/sysconfig/init定义)并且 /usr/bin/rhgb是可执行的程序。如果所有这些条件都满足,那么现在将执行rhgb程序. rhgb程序的作用是在启动的时候建立一个临时的仅使用loopback网络的X窗口服务器,然后在这个窗口上显示启动进度,init程序的其他部分可以通过rhgb-client程序向这个进度窗口发送消息,rhgb-client使用到的update参数是在rhgb的代码中写死的,总共有20个步骤,从最开始的"RCclock"到最后的"loginscreen"。

现在我们已经进入了FC6启动的图形界面部分。解下来首先做的事情是在运行期配置内核参数,读取的配置文件是/etc/sysctl.conf,然后是加载键盘配置,你在安装FC6的时候可能被问到这个选项,配置文件是/etc/sysconfig/keyboard,然后是使用hostname命令设置主机名,接下来如果/proc/acpi目录存在则尝试加载所有位于/lib/modules/$unamer/kernel/drivers/acpi/中的模块。然后尝试设置RAID(磁盘阵列) 加载相应模块并按需进行磁盘加密, 根据配置文件/etc/sysconfig/autofsck,/etc/sysconfig/readonly-root以及命令行参数中指定的属性决定是否对磁盘进行检查以及判断检查的结果。根据内核命令行参数决定是否进行磁盘限额检查。

重新将根分区挂载为读写模式,删除在磁盘检查过程中产生的临时文件并更新/etc/mtab文件,挂载fstab中所有非网络分区的分区并且打开磁盘限额配置。

按需要进行本机配置:如果存在/.unconfigured文件,调用/usr/bin/system-config-keyboard配置键盘,调用 /usr/bin/passwd root配置超级用户密码,调用/usr/sbin/netconfig配置网络,调用/usr/sbin/timeconfig配置时区,调用 /usr/sbin/authconfig --nostart配置网络登录,调用/usr/sbin/ntsysv配置默认的运行级别。清空包括/var/lock/,/var/run/, /tmp等在内的临时目录并创建新的临时文件,初始化串口,按照内核命令行参数的指示加载scsi相关模块,进行网络配置等(netprofile=), 创建/.autofsck文件,这个文件应该在关机的时候被删除,如果没有被删除说明没有正常关机,将会执行磁盘检测。

现在,检查用户是否按下了"I"键来决定是否运行交互模式的启动。至此,rc.sysinit完成了。


附 inittab 文件的解析

Linux 内核启动之后,启动的第一个进程就是 init 进程。该进程从 /etc/inittab 文件中读取配置,对系统进行一系列的初始化工作。下面我们来分析一下 /etc/inittab 文件的结构。

inittab 文件的每一行的基本格式如下所示:

l3:3:wait:/etc/rc.d/rc 3
可以看到,该行使用冒号分成了四段。各段的意思如下。

1. ID
用于标识该配置项的 id,长度为 1~4 个字符。
2. 运行级
列出在哪些运行级时执行该配置项的命令。本例表明使用运行级3 启动系统时执行该条指令。
3. 动作
指示该条命令应该如何执行。本例中动作为 wait,表示在这条命令未执行完之前不要去执行下一条命令。
4. 进程
执行该项时需要启动的可执行文件名及其参数。

常见的动作如下所示。

initdefault: 该配置项指定系统的默认运行级。
respawn: 该配置项所指定的进程如果被结束,则重新启动该进程。
wait: 该配置项指定的进程在运行结束之前不要执行下一条配置项。
once: 切换到对应的运行级之后,仅执行指定的进程一次。
sysinit: 无论以什么运行级启动,系统启动时都要执行该配置项指定的进程。
boot: 仅在系统启动时执行一次。
bootwait: 仅在系统启动时执行一次,在执行结束之前不执行下一条配置项
powerfail: 当接收到UPS的断电通知时执行该项指定的进程。
powerwait: 与powerfail相同,但init会等待进程执行结束。
powerokwait: 接收到UPS的供电通知时执行。
ctrlaltdel: 当用户同时按下 Ctrl+Alt+Del 时执行该项指定的进程。
下面我们看看实际的例子。这是 Fedore Core 3 的 /etc/inittab 文件。删掉了其中的一些注释,并适当地对每一行增加了解释。

# 下面用 initdefault 动作设置默认的运行级。注意该项没有指定进程,
# 但是最后的分号不要漏掉
# 0 - 关机 (不要将此运行级设为默认)
# 1 - 单用户模式
# 2 - 多用户,不支持 NFS。若无网络则与 3 相同
# 3 - 完整的多用户模式
# 4 - 未使用
# 5 - X11图形界面
# 6 - 重新启动 (不要将此运行级设为默认)

# id:5:initdefault:

# 系统初始化,包括主机名设置、激活交换分区、检查根分区、
# 以读写方式加载根分区、加载 /etc/fstab 中的分区、
# 激活磁盘配额、加载内核模块等功能
si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit

# 执行 rc 脚本,启动各种系统服务
l0:0:wait:/etc/rc.d/rc 0
l1:1:wait:/etc/rc.d/rc 1
l2:2:wait:/etc/rc.d/rc 2
l3:3:wait:/etc/rc.d/rc 3
l4:4:wait:/etc/rc.d/rc 4
l5:5:wait:/etc/rc.d/rc 5
l6:6:wait:/etc/rc.d/rc 6

# 接管 CTRL-ALT-DELETE,按下时重新启动系统 ca::ctrlaltdel:/sbin/shutdown -t3 -r now
# 当 UPS 发来断电通知时,准备在 2 分钟之后关闭系统 pf::powerfail:/sbin/shutdown -f -h +2 "Power Failure; System Shutting Down"

# 如果在关闭系统之前 UPS 恢复供电,则取消关闭系统 pr:12345:powerokwait:/sbin/shutdown -c "Power Restored; Shutdown Cancelled"

# 在标准运行级时启动虚拟终端。这里准备了六个虚拟终端,

# 要想改变虚拟终端的数目,只需要增删这里的配置项即可 1:2345:respawn:/sbin/mingetty tty1
2:2345:respawn:/sbin/mingetty tty2
3:2345:respawn:/sbin/mingetty tty3
4:2345:respawn:/sbin/mingetty tty4
5:2345:respawn:/sbin/mingetty tty5
6:2345:respawn:/sbin/mingetty tty6

# 运行级 5 的时候启动 X 的登录管理器
x:5:respawn:/etc/X11/prefdm -nodaemon