《构建根文件系统（二）分析busybox源码》

1.busybox

　　平时我们在开发板中输入ls、cp、mv等命令，都是在/bin文件中。而通过ls -l就可以发现

　　

　　这些命令都是放在busybox中的。并且在内核启动后，通过ps命令，可以看到有一个init进程正在运行。

　　

 

 　　因此就先来分析一下，这个第一个运行的进程init。

 

2.init进程分析

init_main函数：

int init_main(int argc, char **argv)
{
 ... ...
 console_init();                //初始化控制台，在init_post()中只是打开了控制台设备
 ... ...
 if (argc > 1      //在init_post()中执行的”_init_process("/sbin/init");”,所以argc=1, argv=/sbin/init
        && (!strcmp(argv[1], "single") || !strcmp(argv[1], "-s") || LONE_CHAR(argv[1], '1')))
     {... ...}                   //此处省略,因为不执行
 else {       
      parse_inittab();              //argc==1,执行else,读取解析init 表(解析配置文件)
       }

.... ...                               //运行应用程序

}

　　因为argc=1，所以直接跳转到parse_inittab。

parse_inittab函数：

#if ENABLE_FEATURE_USE_INITTAB
 char *token[4];
 parser_t *parser = config_open2("/etc/inittab", fopen_for_read);

 if (parser == NULL)
#endif

　　首先如果定义了ENABLE_FEATURE_USE_INITTAB的话，就会去读取/etc/inittab的内容。

　　那么怎么知道ENABLE_FEATURE_USE_INITTAB有没有被定义？

　　可以make menuconfig

　　然后查找inittab

　　

 

　　进入init utilitire的init

　　

 

 　　这个就可以了。不过一般默认就是选中的。

　　通过在源码中搜索inittab可以找到两个文件，一个是inittab的相关文档说明，一个是inittab的配置文档。

inittab说明文档：

# Format for each entry: :::

　　以上说明了inittab的格式。

　　id：/dev/id，用作终端，就是我们的标准输入、标准输出、标准错误。

　　runlevels:可以忽略。

　　action：执行时间。

　　process：应用程序或脚本。

parse_inittab函数：    

if (parser == NULL)
#endif
    {
        /* No inittab file - set up some default behavior */
        /* Reboot on Ctrl-Alt-Del */
        new_init_action(CTRLALTDEL, "reboot", "");
        /* Umount all filesystems on halt/reboot */
        new_init_action(SHUTDOWN, "umount -a -r", "");
        /* Swapoff on halt/reboot */
        if (ENABLE_SWAPONOFF)
            new_init_action(SHUTDOWN, "swapoff -a", "");
        /* Prepare to restart init when a QUIT is received */
        new_init_action(RESTART, "init", "");
        /* Askfirst shell on tty1-4 */
        new_init_action(ASKFIRST, bb_default_login_shell, "");
//TODO: VC_1 instead of ""? "" is console -> ctty problems -> angry users
        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);
        /* sysinit */
        new_init_action(SYSINIT, INIT_SCRIPT, "");
        return;
    }

　　如果parser为NULL，那么将会执行默认的操作。也就是如果没有inittab这个配置文件的话，系统也会默认执行一些操作。

 　　new_init_action(ASKFIRST, bb_default_login_shell, VC_2)以这个为例解析一下：

　　#define ASKFIRST    0x10

　　bb_default_login_shell是一个被声明的char的变量，查看一下可以发现#define LIBBB_DEFAULT_LOGIN_SHELL     "-/bin/sh"

　　# define VC_2 "/dev/tty2"

　　所以等价为new_init_action(0x10,   "-/bin/sh"l,"/dev/tty2")

　　

　　接下来分析一下new_init_action函数：

new_init_action函数：

    struct init_action *a, **nextp;

    nextp = &init_action_list;
    while ((a = *nextp) != NULL) {
        /* Don't enter action if it's already in the list,
         * This prevents losing running RESPAWNs.
         */
        if (strcmp(a->command, command) == 0
         && strcmp(a->terminal, cons) == 0
        ) {
            /* Remove from list */
            *nextp = a->next;
            /* Find the end of the list */
            while (*nextp != NULL)
                nextp = &(*nextp)->next;
            a->next = NULL;
            break;
        }
        nextp = &a->next;
    }    

/* A linked list of init_actions, to be read from inittab */
struct init_action {
 struct init_action *next;
 pid_t pid;
 uint8_t action_type;
 char terminal[CONSOLE_NAME_SIZE];
 char command[COMMAND_SIZE];
};

　　定义了一个结构体变量a和nextp，这个结构体的内容其实就是传递进来的参数。然后利用一个链表，进行查询。

　　如果init_action_list中已经有了，则跳过。直到查询到最后一个链表。

new_init_action函数

    if (!a)
        a = xzalloc(sizeof(*a));
    /* Append to the end of the list */
    *nextp = a;
    a->action_type = action_type;
    safe_strncpy(a->command, command, sizeof(a->command));
    safe_strncpy(a->terminal, cons, sizeof(a->terminal));    

　　如果在init_action_list没有找到，则将传递进来的参数进行填充。

 

　　所以从几个默认的new_init_action可以知道配置文件：

　　首先从inittab文档中看到inittab的格式是:

　　::sysinit:/etc/init.d/rcS

　　Format for each entry: :::

　　 : Valid actions include: sysinit, respawn, askfirst, wait, once,
                              restart, ctrlaltdel, and shutdown.

　　所以action是sysinit：   process是/etc/init.d/rcS

 

　　new_init_action(CTRLALTDEL, "reboot", "") ---> ::ctrlaltdel:reboot

　　new_init_action(SHUTDOWN, "umount -a -r", "") ---> ::shutdown:umount -a -r    

　　new_init_action(RESTART, "init", "") ---> ::restart:init

　　new_init_action(ASKFIRST, bb_default_login_shell, "") ---> ::askfirst:-/bin/sh

　　new_init_action(ASKFIRST, bb_default_login_shell, VC_2) ---> tty2::askfirst:-/bin/sh

　　new_init_action(ASKFIRST, bb_default_login_shell, VC_3) ---> tty3::askfirst:-/bin/sh

　　new_init_action(ASKFIRST, bb_default_login_shell, VC_4) ---> tty4::askfirst:-/bin/sh

　　new_init_action(SYSINIT, INIT_SCRIPT, "") ---> ::sysinit:/etc/init.d/rcS

 

　　接下来就是对new_init_action完后，然后执行这些操作

　　

init_main函数

    /* Now run everything that needs to be run */
    /* First run the sysinit command */
    run_actions(SYSINIT);
    check_delayed_sigs();
    /* Next run anything that wants to block */
    run_actions(WAIT);
    check_delayed_sigs();
    /* Next run anything to be run only once */
    run_actions(ONCE);

　　很明显就是运行一些需要开机运行的程序。执行顺序：SYSINIT类、WAIT类、ONCE类。

　　run_actions里面的源码就不进去分析了，和new_init_action是一样的。

 

　　　接下来就会进入一个while(1)的循环，其中run_actions(RESPAWN | ASKFIRST),还会检测一些信号，然后执行相对应的动作。这个while部分后面再详细分析

init_main函数

while(1){
        int maybe_WNOHANG;

        maybe_WNOHANG = check_delayed_sigs();

        /* (Re)run the respawn/askfirst stuff */
        run_actions(RESPAWN | ASKFIRST);
        maybe_WNOHANG |= check_delayed_sigs();

        /* Don't consume all CPU time - sleep a bit */
        sleep(1);
        maybe_WNOHANG |= check_delayed_sigs();

        /* Wait for any child process(es) to exit.
         *
         * If check_delayed_sigs above reported that a signal
         * was caught, wait will be nonblocking. This ensures
         * that if SIGHUP has reloaded inittab, respawn and askfirst
         * actions will not be delayed until next child death.
         */
        if (maybe_WNOHANG)
            maybe_WNOHANG = WNOHANG;
        while (1) {
            pid_t wpid;
            struct init_action *a;

            /* If signals happen _in_ the wait, they interrupt it,
             * bb_signals_recursive_norestart set them up that way
             */
            wpid = waitpid(-1, NULL, maybe_WNOHANG);
            if (wpid <= 0)
                break;

            a = mark_terminated(wpid);
            if (a) {
                message(L_LOG, "process '%s' (pid %d) exited. "
                        "Scheduling for restart.",
                        a->command, wpid);
            }
            /* See if anyone else is waiting to be reaped */
            maybe_WNOHANG = WNOHANG;
        }
    }

 

 

 

总结：

　　我们使用的文件系统的命令都是链接到busybox，而busybox开始都会运行init进程。

　　init进程都做了什么事情：

　　1.打开/etc/inittab

　　2.根据配置文件里面指定的应用程序，去运行。如果没有读取到，init会有默认的配置项