linux 自动启动shell 和 init概述

太过爱你忘了你带给我的痛 2021-08-28 11:59 274阅读 0赞

### 1.linux运行级别  ###

> linux启动之后会在一个级别运行,下面列出了这些运行级别:  
> 0 系统停止  
> 1 单用户系统，不需要登陆  
> 2 多用户系统但不支持NFS，命令行模式登陆  
> 3 完整多用户模式,命令行模式登陆  
> 4 未用  
> 5 X11图形模式，图形模式登陆  
> 6 重新启动系统

这些可以在/etc/initab文件中可以看到0-6级的注释,代码段如下:

# Default runlevel. The runlevels used by RHS are:
    #   0 - halt (Do NOT set initdefault to this)
    #   1 - Single user mode
    #   2 - Multiuser, without NFS (The same as 3, if you do not have networking)
    #   3 - Full multiuser mode
    #   4 - unused
    #   5 - X11
    #   6 - reboot (Do NOT set initdefault to this)

级别 0  
  系统停止。注意不要把该级别设置为默认模式，否则系统每次启动以后就会自动停止，无法进入。  
这个运行级别主要用于关闭任务，在 rc0.d 目录下的各个连接命令都是此级别的命令。在关闭时，这些命令逐个执行。它们将杀掉所有进程、关闭虚拟内存和交换文件、卸载文件系统和交换分区。  
关机操作在 DOS 下和 Linux 下截然不同。在 DOS 提示符下，可以很放心地直接关闭电源。但是，在 Linux 下不能这么做。Linux 的文件系统在启动时被装入，在关闭时要被卸载。这种差别正是 Linux 强大功能的前提。  
在 Linux 下，要通过输入命令 shutdown 加上参数来关闭、重启计算机或者通过按下热键“Ctrl”+“Alt”+“Del”来重新启动。  
级别 1  
单用户模式。该模式只能许可一个用户从本地计算机上登录 rc1.d 目录下的所有文件与此运行级别相连。此运行级别一般用于系统管理与维护,如：给 Linux 系统升级，安装新软件等等。  
在此模式下，只能由管理员进入而其他用户无法登录。因为在启动时，文件系统被加载但是网络却没有被加载，无法通过网络登录。  
级别 2  
多用户模式。用户可以通过网络进行登录。在不支持网络的情况下该模式和模式 3 是相的，rc2.d 目录下所有文件与此级别相连。  
级别 3  
完全多用户模式。这是缺省的运行模式，在此模式下所有网络服务程序一起运行。rc3.d录下的文件与此级别相连。  
级别 4  
未使用模式，rc4.d 目录与此级别相连。这一级别是用户自定义的运行级别，用户可以根需要自己定义。如果想运行此级别的话，必须在 rc3.d 目录下放入连接文件，就像其他 rc\*.d目录下的文件，并指明是启动还是终止进程。  
级别 5  
在 Linux 下运行 X  Window 就是使用这一级别。在此级别下除了因特网的域名服务器的named 与级别 3 不同，其余的都相同。  
级别 6  
这是个重新启动系统的运行级别。rc6.d 目录与此级别相连。既然是重新启动也就是关闭当前系统，但不关闭电源，所以此目录下的连接与级别为 0 的在 rc0.d 下的连接基本相同。不同之处在于，虽然它们都执行 halt（关闭）命令，但是给 halt 传递的参数不一样，因而级别 6 能够重新启动系统。

### 2.inittab文件解释 ###

> inittab文件的格式：  
> label:runlevel:action:process

label:  
1～4字符的标签，可以是任意字符构成的字符串，表示输入的值。一些系统label为2个字符。某些特定的标签是常用的，在Red Hat Linux中使用的标签是：  
id 用来定义缺省的init运行的级别  
si 是系统初始化的进程  
ln 其中的n从1~6,指明该进程可以使用的runlevel的级别  
ud 是升级进程  
ca 指明当按下Ctrl+Alt+Del是运行的进程  
pf 指当UPS表明断电时运行的进程  
pr 是在系统真正关闭之前，UPS发出电源恢复的信号时需要运行的进程  
x 是将系统转入X终端时需要运行的进程

runlevel:  
定义该记录项被调用时的运行级别,可以由一个或多个运行级别构成，也可以是空，空则代表运行级别0～6.  
当请求init改变运行级别时，那些rstate字段中不包括新运行级别的进程将收到SIGTERM警告信号，并且最后被杀死；只有a、b、c启动的命令外（a、b、c不是真正的运行级别） ????

action:  
定义了该进程应该运行在何种状态下,即如何处理process字段指定的进程.

> boot 只有在系统启动时，init才处理这样的记录项，启动相应进程，忽略runlevel,并不等待处理结束就去处理下一个记录项。当这样的进程终止时，系统也不重启它。  
> bootwait 系统启动后，当第一次从单用户模式进入多用户模式时处理这样的记录项，init启动这样的进程，并且等待它的处理结束，然后再进行下一个记录项的处理，当这样的进程终止时，系统也不重启它。  
> ctrlaltdel 当Ctrl+Alt+Del三个键同时按下时运行，把SIGINT信号发送给init。忽略 runlevel  
> initdefault 指定一个默认的运行级别，只有当init一开始被调用时才扫描这一项，如果runlevel  
> 字段指定了多个运行级别，其中最大的数字是默认的运行级别，如果runlevel  
> 字段是空的，init认为字段是0123456，于是进入级别6，这样便陷入了一个循环，如果inittab文件中没有包含initdefault的记录项，则在系统启动时请求用户为它指定一个初始运行级别  
> kbrequest 当init从键盘中收到信号时运行。这里要求键盘组合符合KeyBoardSigral(参见/usr/share/doc/kbd-\*关于键盘组合的文档)  
> off  启动process字段指定的进程如果指定的进程正在运行，init就给它发SIGTERM警告信号，在向它发出信号SIGKILL强制其结束之前等待5秒，如果这样的进程不存在，则忽略这一项。  
> once不等待处理结束就去处理下一记录项。当这样的进程终止时，也不再重新启动它，在进入新的运行级别时，如果这样的进程仍在运行，init也不重新启动它。  
> ondemand 功能同respawn 当系统指定特定的运行级别A、B、C时运行  
> powerfail 当init收到SIGPWR（断电）信号时运行  
> powerokwait 当收到SIGPWD信号且/etc/文件中的电源状态包含OK时运行  
> powerwait 当收到SIGPWD信号，并且init等待进程结束时运行  
> respawn 不管何时process中止，init都重新启动进程，并且init不等到启动结束而继续扫描inittab中的后续process。如果process已经存在，就什么也不做。  
> sysinit 在运行boot或bootwait进程之前运行，指定的进程在访问控制台之前执行，这样的记录项仅用于对某些设备的初始化，目的是为了使init在这样的设备上向用户提问有关运行级别的问题，init需要等待进程运行结束后才继续。  
> wait 启动process字段指定的进程，并等到处理结束才去处理inittab中的下一记录项。

process:

此字段包含init执行的进程，该进程采用的格式与在命令行下运行该进程的格式一样，因此process字段都以该进程的名字开头，紧跟着是运行时，紧跟着是运行时要传递给该进程的参数。比如/sbin/shutdown -t3 -r now，该进程在按下Ctrl+Alt+Del时执行，在命令行下也可以直接输入来重新启动系统。  
Process字段中进程可以是任意的守候进程、可执行脚本或程序。  
另外：在任何时候，可以在文件inittab中添加新的记录项，级别Q/q不改变当前的运行级别，重新检查inittab文件，可以通过命令init Q或init q使init进程立即重新读取并处理文件inittab.

特殊目的的记录  
仔细学习例子文件，学习应用其中关于inittab的语法格式。该文件的大多数内容都可以忽略，因为超过一半的内容都是注释，剩余的一些文件内容主要是用来实现某些特殊的功能：  
id 的值表明缺省的runlevel是3。  
ud 的值可以唤醒/sbin/update进程，该进程为保持磁盘的完整性，将在对磁盘进行I/O操作之前清空整个I/O缓冲区。  
pf、pr和ca的值只被特定的中断所调用。  
如果系统是专用的X终端，则只需x的输入值。  
getty进程来提供虚拟终端设备的服务，例如：

3:2345:respawn:/sbin/mingetty tty3

标签字段的值是3,3是设备tty3的数字后缀,tty3与相应的进程相关联，该getty进程可以启动的runlevel是2、3、4和5,当该进程终止时，init马上就重新启动它。启动进程的路径名是/sbin/mingetty，该进程是实现虚拟终端支持的最小版本的getty，为tty3提供启动虚拟设备的进程。

si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit

该值告诉init程序运行/etc/rc.d/rc.sysinit脚本文件来初始化系统，该脚本文件与所有启动的脚本类似，它只是一个包含Linux的 shell命令的可执行文件，注意输入的字符串必须包括该脚本的完整路径。不同版本的Linux存放该脚本的位置也不相同，但不用刻意去记忆这些位置，只需查看/etc/inittab文件即可，该文件中包含启动脚本文件的确切位置。

### 3.实例分析 ###

redhat 9 默认initab文件内容

default runlevel
    0 - halt (do not set initdefault to this)
    1 - single user mode
    2 - multiuser, without NFS (the same as 3, if you do not have a neworking)
    3 - full multiuser mode
    4 - unused
    5 - X11
    6 - reboot halt (do not set initdefault to this)
    id:5:initdefault:
    //默认init进程被调用时的运行级别为5（不能设为0和6，这样系统将不能启动）
    si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit
    //si是系统初始化进程,init程序运行/etc/rc.d/rc.sysinit脚本文件来初始化系统，init等待脚本运行结束才继续运行下个进程。
    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
    //对相应运行级别,运行脚本/etc/rc.d/rc,并传入相应运行级参数0~6
    ca::ctrlaltdel:/sbin/shutdown -t3 -r now
    //按下ctrl+alt+del时执行shutdown -t3 -r now
    pf::powerfail:/sbin/shutdown -f -h +2
    //当UPS电源提示断电的时候，他还将提供几分钟时间供电，这时系统执行shutdown -f -h +2 （-f 表示重启的时候跳过文件系统的检查）
    
    pr:12345:powerwait:/shutdown -c
    //表示供电恢复时取消正在执行的shutdown命令。
    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
    //2345运行级,运行对应的终端程序
    x:5:respawn:/etc/X11/prefdm -nodaemon
    //如果是x终端模式要运行的程序
    linux自动启动脚本
    linux启动之后会运行一个init程序,首先读取inittab配置文件,决定系统的运行模式,在读取inittab的过程中,执行rc0.d~rc6.d目录下的运行级别脚本,然后执行/etc/rc.local;
    由于执行rc0.d~rc6.d目录下的运行级别脚本是执行/etc/rc.d/rc脚本执行的那么我们就来看看这个脚本
    /etc/rc.d/rc脚本说明:
    #! /bin/bash
    #
    # rc            This file is responsible for starting/stopping
    #               services when the runlevel changes.
    #
    # Original Author:      
    #               Miquel van Smoorenburg, <miquels@drinkel.nl.mugnet.org>
    #
    # check a file to be a correct runlevel script
    check_runlevel ()
    {
     # Check if the file exists at all.
     #判断文件存在,并可执行
     [ -x "$1" ] || return 1
     
     # Reject backup files and files generated by rpm.
     #拒绝备份文件格式的文件名
     case "$1" in
      *.rpmsave|*.rpmorig|*.rpmnew|*~|*.orig)
       return 1
       ;;
     esac
     return 0
    }
    # Now find out what the current and what the previous runlevel are.
    # 获取到运行级别,如inittab中的/etc/rc.d/rc 0~6指定了运行级别,这儿的参数$1就是inittab中的命令传的的参数0~6的数字
    argv1="$1"
    set `/sbin/runlevel`
    runlevel=$2
    previous=$1
    export runlevel previous
    #设置变量,当前运行级别,上一个运行级别
    #如果没有上一个运行级别,那么previous=N
    #载入/etc/init.d/functions脚本,载入需要用到的函数定义
    . /etc/init.d/functions
    # See if we want to be in user confirmation mode
    if [ "$previous" = "N" ]; then
     if [ -f /var/run/confirm ] /
       || grep -i confirm /proc/cmdline >/dev/null ; then
      rm -f /var/run/confirm
      CONFIRM=yes
      export CONFIRM
      echo $"Entering interactive startup"
     else
      echo $"Entering non-interactive startup"
     fi
    fi
    # Get first argument. Set new runlevel to this argument.
    # 如果$argv1不是空串,赋予runlevel为argv1指定的运行级
    [ -n "$argv1" ] && runlevel="$argv1"
    # Is there an rc directory for this new runlevel?
    # 如果没有对应级别的rc($runlevel).d的目录,那么程序退出
    [ -d /etc/rc$runlevel.d ] || exit 0
    
    # First, run the KILL scripts.
    #在相应运行级别的rc($runlevel).d目录下,遍历以K开头的文件,逐个取出
    #经过一系列判断之后,执行脚本,传入stop参数
    for i in /etc/rc$runlevel.d/K* ; do
     check_runlevel "$i" || continue
     #判断文件存在可
     # Check if the subsystem is already up.
     subsys=${i#/etc/rc$runlevel.d/K??}
     [ -f /var/lock/subsys/$subsys -o -f /var/lock/subsys/$subsys.init ] /
      || continue
     # Bring the subsystem down.
    # 查找在文件中是否包含killproc和action单词,-q选择是不显示输入,只返回状态
     # 执行脚本,传入stop参数
     if egrep -q "(killproc |action )" $i ; then
      $i stop
     else
      action $"Stopping $subsys: " $i stop
     fi
    done
    # Now run the START scripts.
    #获取/etc/rc($runlevel).d目录下,以S开头得文件
    #对每个文件经过check之后,执行脚本,传入start参数
    for i in /etc/rc$runlevel.d/S* ; do
     check_runlevel "$i" || continue
     # Check if the subsystem is already up.
     subsys=${i#/etc/rc$runlevel.d/S??}
     [ -f /var/lock/subsys/$subsys -o -f /var/lock/subsys/$subsys.init ] /
      && continue
         
     # If we're in confirmation mode, get user confirmation
     if [ -n "$CONFIRM" ]; then
      confirm $subsys
      case $? in
       0) :;;
       2) CONFIRM=;;
       *) continue;;
      esac
     fi
     # Bring the subsystem up.
     if [ "$subsys" = "halt" -o "$subsys" = "reboot" ]; then
      export LC_ALL=C
      exec $i start
     fi
     if egrep -q "(daemon |action |success |failure )" $i 2>/dev/null /
       || [ "$subsys" = "single" -o "$subsys" = "local" ]; then
      $i start
     else
      action $"Starting $subsys: " $i start
     fi
    done

分析上面得rc脚本,就不难理解,为什么启动脚本在rc0~6.d目录下要用S开头命名,停止脚本要在rc0~6.d目录下要用K开头命名.

我写了一篇oracle自动启动的文章,启动的脚本都是以S开头,关闭的脚本都是以K开头,所以如果在编写自动启动程序,或者自动关闭程序的脚本的时候,需要符合这个命名要求,才能被正确地执行.  
用户登录启动  
用户登录之后会运行/etc/profile,在执行profile的时候,最后有一段代码,如下:

for i in /etc/profile.d/*.sh ; do
        if [ -r "$i" ]; then
            . $i
        fi
    done

这段代码将遍历/etc/profile.d目录,执行所有以\*.sh(以sh结尾)文件名的脚本;  
执行/etc/profile之后,然后执行用户$HOME/.bash\_profile脚本  
如果/etc/profile.d在目录下建立以\*.sh文件名的脚本,在每次用户登录的时候都会启动;而有些用程序只需启动一次,不需要每次登录都启动,如数据库,web服务,应用服务器等.

用户可以根据自己的情况,决定登录时启动程序,还是主机启动是启动程序.

由于程序运行的方式可能会不断变化,有些用户会把程序不断地从一个目录拷贝到另外一个目录,名字也会不断地修改,其实用户只需要在一个地方存放应用程序,在配置目录用ln -s建立一个阮连接就可以了;  
退出时自动启动  
退出登录时候,将自动执行$HOME/.bash\_logout文件,如果在该命令中添加一些程序执行命令,在用户退出登录时这些命令将被自动启动.如,在该文件最后添加:agentctl stop,表示退出的时候将执行该命令,停止apache服务.  
一些shell启动文件  
$HOME/.bash\_history 记录用户操作命令的记录  
$HOME/.bash\_logout 用户退出登录的时候执行这个脚本  
$HOME/.bash\_profile 用户登录,执行完/etc/profile之后执行.bash\_profile(在unix下为.profile,linux下为unix)  
$HOME/.bashrc shell 登录时自动执行  
/etc/profile 每个用户登录的时候都必须执行的脚本  
/etc/fstab   系统每次启动的时候需要mount磁盘的操作信息