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      Ubuntu系統啟動過程詳解
      時間:2018-08-09作者:華清遠見

      一. Ubuntu的啟動流程

      ubuntu的啟動流程和我們熟知的RedHat的啟動方式有所區別。

      RedHat的啟動過程如下圖:

      這是我們熟知的linux啟動流程,但是ubuntu的啟動流程和這個有些區別,我在ubuntu的/etc/目錄下面找不到inittab這個文件,一開始很納悶ubuntu是怎么啟動的?一查資料發現ubuntu并沒有采用init的方法,所以在/etc/目錄下面找不到inittab,這主要是因為init采用串行的方式,引導很費時,RedHat9啟動時串行執行大量腳本以及啟動各種需要的服務,因此從ubuntu6.10開始逐步采用upstart來代替init,進行服務進程的管理。為了對原有的init實現向后兼容,upstart可以說是在表象上保留了大部分原來init的特性,因此目前ubuntu初始化進程名仍然叫init,而改變的核心,則是Event機制。

      Event機制就是將進程的觸發、停止都看成是Event。Ubuntu的/etc/下有一個event.d,這個目錄是upstart的核心。/etc/event.d/下面存放了目前upstart需要識別的各種event。這其中主要有三種:rc-default,rcX(X = 0,1,2,3,4,5,6,S),ttyX(X = 0,1,2,3,4,5,6,S)。

      其中rc-default就類似與inittab文件,用來設置默認運行級別的。cat rc-default,我們可以看到:

      # rc - runlevel compatibility
              #
              # This task guesses what the "default runlevel" should be and starts the
              # appropriate script.
              start on stopped rcS
              script
                      runlevel --reboot || true
                      if grep -q -w -- "-s\|single\|S" /proc/cmdline; then
                              telinit S
                      elif [ -r /etc/inittab ]; then
                              RL="$(sed -n -e "/^id:[0-9]*:initdefault:/{s/^id://;s/:.*//;p}" /etc/inittab || true)"
                              if [ -n "$RL" ]; then
                              telinit $RL
                              else
                              telinit 2
                              fi
                      else
                              telinit 2
                      fi
              end script
              默認的運行級別是2。

      rcX是發生相應運行級別事件時需要運行程序的腳本,我們再cat一下rc2:

      # rc2 - runlevel 2 compatibility
              #
              # This task runs the old sysv-rc runlevel 2 ("multi-user") scripts. It
              # is usually started by the telinit compatibility wrapper.
              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。

      /etc/init.d/中存放的都是服務或者任務的執行腳本。可以這么說,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,那么它必定會在/etc/init.d/中有一個腳本文件。回到上面的rc2,它執行了exec /etc/init.d/rc 2,也就是給/etc/init.d/rc傳遞了一個參數”2”,讓它執行。Rc腳本里面有這樣一段:

      # 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后,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。

      ls一下/etc/rcX.d/,發現里面全是一堆到/etc/init.d/中的腳本符號鏈接,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后順序。其中有一個鏈接叫做S30gdm,gdm的意思是gnome display management,也就是用來啟動gnome桌面的。

      綜上所述,upstart管理的ubuntu啟動過程如下圖所示:

      二. x-window啟動過程解析

      從控制臺進入X一般用startx命令,故啟動X應該從startx這個腳本開始分析。以下是startx腳本的一部分:

      #!/bin/sh 
              userclientrc=$HOME/.xinitrc #用戶的client定義文件 
              userserverrc=$HOME/.xserverrc #用戶的server定義文件 
              sysclientrc=/usr/X11R6/lib/X11/xinit/xinitrc #系統的client 
              sysserverrc=/usr/X11R6/lib/X11/xinit/xserverrc #系統的server 
              defaultclient=/usr/X11R6/bin/xterm #默認的client程序 
              defaultserver=/usr/X11R6/bin/X #默認的server程序 
              defaultclientargs="" #下面定義了client和server的參數變量 
              defaultserverargs="" 
              clientargs="" 
              serverargs=""
              ……

      可以看到,startx主要是置X client和X server所在的位置,并處理相關參數,后交給xinit處理。可以看出startx 設置X client的位置是先搜尋$HOME/.xinitrc,然后是/etc/X11/xinit/xinitrc;設置X server的位置是先搜尋$HOME/.xserverrc,然后是/etc/X11/xinit/xserverrc。在ubuntu8.10的$HOME下面沒有.xinitrc和.xerverrc,所以startx直接去/etc/下面找x-client和x-server,完成啟動x的工作。

      總結一下x-window的啟動流程圖:


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