构建根文件系统之init进程分析

Posted 2020-09-25 一代枭雄

busybox是ls、cp等命令的集合。

执行ls时，实际上是执行了busybox ls

执行cp时，实际上是执行了busybox cp

分析init程序之前，再让我们回想一下我们的目标：u-boot启动内核，内核启动应用程序，内核是怎样启动应用程序呢，内核启动了init进程，位于/sbin/init中。我们最终的目的是启动客户程序，也就是说假如你是做手机的，希望启动一个手机的程序，假如是做监控的，那么就启动一个监控的程序的。客户各有不同，但都使用了linux系统，那么怎样加以区分呢？

init程序中应该有这样的内容：

读取配置文件，指定后面要执行的应用程序；

解析配置文件；

根据配置文件，执行用户的程序；

busybox ->init_main

　　　　　　parse_inittab();

　　　　　　　　file = fopen(INITTAB, "r");//#define INITTAB      "/etc/inittab"   打开配置文件/etc/inittab

　　　　　　　　new_init_action(a->action, command, id);　　a.创建一个init_action的结构，并填充；

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 b.将init_action这个结构放入init_action_list链表中；

　　　　　　run_actions(SYSINIT);

　　　　　　static void run_actions(int action)

　　　　　　{
　　　　　　　　struct init_action *a, *tmp;　　　　　　　

　　　　　　　　waitfor(a, 0);　　执行应用程序，等待它执行完毕

　　　　　　　　　　run(a)；　　创建process子进程

　　　　　　　　　　wpid = waitpid(runpid, &status, 0);　　等待它结束
　　　　　　　　delete_init_action(a);　　在init_action_list链表中删除a　　
　　　　　　}

　　　　　　run_actions(WAIT)

　　　　　　static void run_actions(int action)

　　　　　　{
　　　　　　　　struct init_action *a, *tmp;　　　　　　　

　　　　　　　　waitfor(a, 0);　　执行应用程序，等待它执行完毕

　　　　　　　　　　run(a)；　　创建process子进程

　　　　　　　　　　wpid = waitpid(runpid, &status, 0);　　等待它结束
　　　　　　　　delete_init_action(a);　　在init_action_list链表中删除a　　
　　　　　　}

　　　　　　run_actions(ONCE)　　

　　　　　　　　　　run(a)；　　创建process子进程

　　　　　　　　　　delete_init_action(a);　不会等待结束，就在init_action_list链表中删除a　

　　　　　　while(1){

　　　　　　　　run_actions(RESPAWN)　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　if (a->pid == 0) {
　　　　　　　　　　a->pid = run(a);
　　　　　　　　　　}

　　　　　　　　run_actions(ASKFIRST);

　　　　　　　　　　if (a->pid == 0) {
　　　　　　　　　　a->pid = run(a);
　　　　　　　　　　}

　　　　　　　　wpid = wait(NULL);//等待子进程退出

　　　　　　　　while (wpid > 0) {

　　　　　　　　　　a->pid = 0;　　//退出后，就设置pid等于0

　　　　　　　　}

　　　　　　}

在/etc/inittab文件控制下，init进程的行为总结如下：

a.在系统启动前期，init进程首先启动<action>为sysinit、wait、once的三类子进程；

b.在系统正常运行期间，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

c.在系统退出时，执行<action>为shutdown、restart、ctrlaltdel的三类子进程（之一或全部）

最小的根文件系统：

/dev/console     /dev/null在busybox  init程序中，还会检查这个设备是否可以打开，如果不能打开则使用/dev/null

init来源于busybox

/etc/inittab

配置文件中指定的应用程序

c库

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

 

假设没有配置文件，从默认的new_init_action中退出配置文件：

#inittab的格式：

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

#id=>/dev/id，最终用作终端。stdin、stdout、stderr

#runlevels：完全可以忽略    <runlevels>: The runlevels field is completely ignored

#action：执行时机

<action>:  sysinit, respawn, askfirst, wait, once,
                restart, ctrlaltdel, and shutdown.

#process：应用程序或脚本

 

/* Reboot on Ctrl-Alt-Del */
new_init_action(CTRLALTDEL, "reboot", "");

推出       　　 ::CTRLALTDEL:reboot

/* Umount all filesystems on halt/reboot */
new_init_action(SHUTDOWN, "umount -a -r", "");

推出       　　::SHUTDOWN:umount -a -r

/* Prepare to restart init when a HUP is received */
new_init_action(RESTART, "init", "");

推出：  　　 ::RESTART:init
/* Askfirst shell on tty1-4 */
new_init_action(ASKFIRST, bb_default_login_shell, "");
new_init_action(ASKFIRST, bb_default_login_shell, VC_2);
new_init_action(ASKFIRST, bb_default_login_shell, VC_3);
new_init_action(ASKFIRST, bb_default_login_shell, VC_4);

依次推出　　::askfirst:-/bin/sh

　　　　　　/dev/tty2::askfirst:-/bin/sh

　　　　　　/dev/tty3::askfirst:-/bin/sh

　　　　　　/dev/tty4::askfirst:-/bin/sh
/* sysinit */
new_init_action(SYSINIT, INIT_SCRIPT, "");

#define INIT_SCRIPT  "/etc/init.d/rcS"

推出　　　　::sysinit:/etc/init.d/rcS

 

以new_init_action(ASKFIRST, bb_default_login_shell, VC_2);为例进行分析：

#define LIBBB_DEFAULT_LOGIN_SHELL      "-/bin/sh"  ，

# define VC_2 "/dev/tty2"因此new_init_action(ASKFIRST, bb_default_login_shell, VC_2)变为

new_init_action(ASKFIRST, "-/bin/sh" , "/dev/tty2")

static void new_init_action(int action, const char *command, const char *cons)这个函数里面有个结构体init_action ，看一下这个结构体中的成员：

struct init_action {
struct init_action *next;
int action;  执行时机
pid_t pid;   
char command[INIT_BUFFS_SIZE];应用程序或脚本
char terminal[CONSOLE_NAME_SIZE];终端
};

因此可以推断new_init_action这个函数做了这几件事：

a.创建一个init_action的结构，并填充；

b.将init_action这个结构放入init_action_list链表中；