构建根文件系统2----init进程分析

转自http://www.linuxidc.com/Linux/2011-12/50292p3.htm

我们通常使用Busybox来构建根文件系统的必要的应用程序。Busybox通过传入的参数来决定执行何种操作。当init进程启动时，实际上调用的是Busybox的init_main()函数，下面我们来分析这个函数，看init进程究竟是怎样一个流程。我分析的Busybox源码是1.7.0版本的，其他版本会略有不同。部分代码省略我们只看关键性代码。

首先看init_main函数

1. int init_main(int argc, char **argv);  
2. int init_main(int argc, char **argv)  
3. {  
4.     ……………………………..  
5.     ……………………………..  
6.     //初始化控制台  
7.     console_init();  
8.     ………………………………  
9.   
10.     if (argc > 1  
11.      && (!strcmp(argv[1], "single") || !strcmp(argv[1], "-s") || LONE_CHAR(argv[1], '1'))  
12.     ) {  
13.         new_init_action(RESPAWN, bb_default_login_shell, "");  
14.     } else {  
15.         //因为我们启动的init进程没有任何参数，所有argc==1，执行的是这一句  
16.         parse_inittab();  
17.     }  
18.     …………………………………………  
19.     …………………………………………  
20.     run_actions(SYSINIT);   //运行inittab配置文件中acthion为SYSINIT的进程  
21.     run_actions(WAIT);  //运行inittab配置文件中action为WAIT的进程  
22.   
23.   
24.     run_actions(ONCE);  //运行inittba配置文件中action为ONCE的进程  
25.     ………………………………………………  
26.     while (1) {  
27.         /*  
28.         运行inittab配置文件中action为RESPAWN和ASKFIRST的进程，一旦退出则重新启动  
29.         */  
30.         run_actions(RESPAWN);     
31.         run_actions(ASKFIRST);  
32.   
33.         wpid = wait(NULL);  
34.         while (wpid > 0) {  
35.                     a->pid = 0;  
36.             }  
37.             wpid = waitpid(-1, NULL, WNOHANG);  
38.           
39.     }  
40. }  

parse_inittab实际上对/etc/inittab文件里面的配置进行解释，如果没有，则设置一些默认设置。

我们先来看看这个inittab这个文件里面的配置格式，这个在busybox文件里面的inittab文件里面有说明

<id>:<runlevels>:<action>:<process>

id表示输出输入设备，这个不需要设置，因为/etc/console已经设为标准输入输出了，如不设置，则从控制台输入输出。

runlevels 这个参数完全忽略

action 运行时机，它表示inittab解释后的运行顺序，它有sysinit, respawn, askfirst, wait, once,restart, ctrlaltdel, andshutdown.这个值可选择。

process 就是要启动的进程。

 

下面来看prase_inittab这个函数

1. static void parse_inittab(void)  
2. {  
3. …………………………………………………  
4. …………………………………………………  
5.   
6.     /*INITTAB是一个宏 #define INITTAB      "/etc/inittab"     
7.     可以看得出来它打开了/etc/inittab这个文件*/  
8.   
9.     file = fopen(INITTAB, "r");  
10.   
11.     //如果没有这个文件，则调用new_init_action进行一些默认的操作  
12.     if (file == NULL) {  
13.         new_init_action(CTRLALTDEL, "reboot", "");  
14.         new_init_action(SHUTDOWN, "umount -a -r", "");  
15.         if (ENABLE_SWAPONOFF) new_init_action(SHUTDOWN, "swapoff -a", "");  
16.         new_init_action(RESTART, "init", "");  
17.         new_init_action(ASKFIRST, bb_default_login_shell, "");  
18.         new_init_action(ASKFIRST, bb_default_login_shell, VC_2);  
19.         new_init_action(ASKFIRST, bb_default_login_shell, VC_3);  
20.         new_init_action(ASKFIRST, bb_default_login_shell, VC_4);                         new_init_action(SYSINIT, INIT_SCRIPT, "");  
21.   
22.         return;  
23.     }  
24.     …………………………………………………  
25. …………………………………………………  
26.         /*果inittab文件里面有内容就将里面的内容一行一行读出来，然后调用new_init_action进行操作*/  
27.     while (fgets(buf, INIT_BUFFS_SIZE, file) != NULL) {  
28.         /* Ok, now process it */  
29.         for (a = actions; a->name != 0; a++) {  
30.             if (strcmp(a->name, action) == 0) {  
31.                 if (*id != '\0') {  
32.                     if (strncmp(id, "/dev/", 5) == 0)  
33.                         id += 5;  
34.                     strcpy(tmpConsole, "/dev/");  
35.                     safe_strncpy(tmpConsole + 5, id,  
36.                         sizeof(tmpConsole) - 5);  
37.                     id = tmpConsole;  
38.                 }  
39.                 new_init_action(a->action, command, id);  
40.                 break;  
41.             }  
42.         }  
43.     …………………………………………………  
44. …………………………………………………  
45.     }  
46.     fclose(file);  
47. }  

这个new_init_action函数，它实际上是将inittab里面的action相同的操作串成一个链表。

下面我们再来分析init_main执行prase_inittab之后执行的操作

可以看出init_main执行prase_initab对inittab文件里面的配置进行解释之后，会先执行运行时机为SYSINIT的进程，让执行WAIT时机的，接着是ONCE的，然后在一个while(1)函数里面运行RESPAWN和ASKFIRST时机的，一旦这两个时机里面的进程被杀死，就会把他们的pid赋为0，然后跳到while(1)函数的开始处又去启动他们。所有说运行时机为RESPAWN和ASKFIRST的进程永远无法杀死，除非reboot或者shutdown。 

下面我们来总结一下init进程的启动过程
1.初始化控制台
2.解释inittab
3.执行inittab运行时机为SYSINIT的进程
4.执行inittab运行时机为WAIT的进程
5.执行inittab运行时机为ONCE的进程
6.执行inittab运行时机为RESPAWN和ASKFRIST的进程，有退出的则重新执行。

如果存在/etc/inittab文件，Busybox init程序解析之，然后按照文件的只是创建各种子进程，否则使用默认的配置创建子进程。/etc/inittab文件中每个条目用来定义一个子进程，并确定它的启动方法，格式如下：
<id>:<runlevels>:<action>:<process>
<id>: 表示这个子进程要使用的控制台（即标准输入、标准输出、标准错误设备）。如果省略，则使用与init进
程一样的控制台；
<runlevels>: 对于Busybox init程序，没有意义，可以省略；
<action>: 表示init进程如何控制这个子进程，有8中取值：
sysinit, wait, once, respawn, askfirst, shutdown, restart, ctrlaltdel
<process>: 要执行的程序，可以是可执行程序，也可以是脚本，如果<process>字段前有“-”字符，这个程序
被称为“交互的”。
在/etc/inittab文件的控制下，init进程的行为总结如下：
1>在系统启动前期，init进程首先启动<action>为sysinit, wait, once的3类子进程
2>在系统正常启动期间，init进程首先启动<action>为respawn, askfirst的两类子进程，并监视它们，发现
某个子进程退出时重新启动它
3>在系统退出时，执行<action>为shutdown, restart, ctrlaltdel的3类子进程(之一或全部)。

如果根文件系统中没有/etc/inittab文件，Busybox init程序使用默认的inittab条目：
::sysinit:/etc/init.d/rcS
::askfirst:-/bin/sh
tty2::askfirst:-/bin/sh
tty3::askfirst:-/bin/sh
tty4::askfirst:-/bin/sh
::ctrlaltdel:/sbin/reboot
::shutdown:/bin/umount -a -r
::shutdown:/sbin/swapoff -a
::restart:/sbin/init

/etc/inittab实例可参考Busybox的examples/inittab文件。