linux_systemd启动方式解析，如何开机自动登录，开机自动运行程序

楼主使用的是天嵌的IMX6Q。

最新的官方yocto,4.9_123编译出来的文件系统。

其启动方式是系统服务的方式，记录一下：

如何修改串口控制台自动登录，和开机自动运行程序

Linux系统的启动方式有点复杂，而且总是有需要优化的地方。传统的Linux系统启动过程主要由著名的init进程（也被称为SysV init启动系统）处理，而基于init的启动系统被认为有效率不足的问题，systemd是Linux系统机器的另一种启动方式，宣称弥补了以传统Linux SysV init为 基础的系统的缺点。在这里我们将着重讨论systemd的特性和争议，但是为了更好地理解它，也会看一下通过传统的以SysV init为基础的系统的Linux启动过程是什么样的。友情提醒一下，systemd仍然处在测试阶段，而未来发布的Linux操作系统也正准备用 systemd启动管理程序替代当前的启动过程（目前主流的Linux发行版已经有很多采用了 systemd）。

理解Linux启动过程

在我们打开Linux电脑的电源后第一个启动的进程就是init。分配给init进程的PID是1。它是系统其他所有进程的父进程。当一台 Linux电脑启动后，处理器会先在系统存储中查找BIOS，之后BIOS会检测系统资源然后找到第一个引导设备，通常为硬盘，然后会查找硬盘的主引导记 录（MBR），然后加载到内存中并把控制权交给它，以后的启动过程就由MBR控制。

主引导记录会初始化引导程序（Linux上有两个著名的引导程序，GRUB和LILO，80%的Linux系统在用GRUB引导程序），这个时候 GRUB或LILO会加载内核模块。内核会马上查找/sbin下的“init”程序并执行它。从这里开始init成为了Linux系统的父进程。init 读取的第一个文件是/etc/inittab，通过它init会确定我们Linux操作系统的运行级别。它会从文件/etc/fstab里查找分区表信息 然后做相应的挂载。然后init会启动/etc/init.d里指定的默认启动级别的所有服务/脚本。所有服务在这里通过init一个一个被初始化。在这 个过程里，init每次只启动一个服务，所有服务/守护进程都在后台执行并由init来管理。

关机过程差不多是相反的过程，首先init停止所有服务，最后阶段会卸载文件系统。

以上提到的启动过程有一些不足的地方。而用一种更好的方式来替代传统init的需求已经存在很长时间了。也产生了许多替代方案。其中比较著名的有Upstart，Epoch，Muda和Systemd。而Systemd获得最多关注并被认为是目前最佳的方案。

理解Systemd

开发Systemd的主要目的就是减少系统引导时间和计算开销。Systemd（系统管理守护进程），最开始以GNU GPL协议授权开发，现在已转为使用GNU LGPL协议，它是如今讨论最热烈的引导和服务管理程序。如果你的Linux系统配置为使用Systemd引导程序，它取替传统的SysV init，启动过程将交给systemd处理。Systemd的一个核心功能是它同时支持SysV init的后开机启动脚本。

Systemd引入了并行启动的概念，它会为每个需要启动的守护进程建立一个套接字，这些套接字对于使用它们的进程来说是抽象的，这样它们可以允许 不同守护进程之间进行交互。Systemd会创建新进程并为每个进程分配一个控制组（cgroup）。处于不同控制组的进程之间可以通过内核来互相通信。systemd处理开机启动进程的方式非常漂亮，和传统基于init的系统比起来优化了太多。让我们看下Systemd的一些核心功能。

• 和init比起来引导过程简化了很多
• Systemd支持并发引导过程从而可以更快启动
• 通过控制组来追踪进程，而不是PID
• 优化了处理引导过程和服务之间依赖的方式
• 支持系统快照和恢复
• 监控已启动的服务；也支持重启已崩溃服务
• 包含了systemd-login模块用于控制用户登录
• 支持加载和卸载组件
• 低内存使用痕迹以及任务调度能力
• 记录事件的Journald模块和记录系统日志的syslogd模块

Systemd同时也清晰地处理了系统关机过程。它在/usr/lib/systemd/目录下有三个脚本，分别叫systemd- halt.service，systemd-poweroff.service，systemd-reboot.service。这几个脚本会在用户选择 关机，重启或待机时执行。在接收到关机事件时，systemd首先卸载所有文件系统并停止所有内存交换设备，断开存储设备，之后停止所有剩下的进程。

 

Systemd结构概览

让我们看一下Linux系统在使用systemd作为引导程序时的开机启动过程的结构性细节。为了简单，我们将在下面按步骤列出来这个过程：

1. 当你打开电源后电脑所做的第一件事情就是BIOS初始化。BIOS会读取引导设备设定，定位并传递系统控制权给MBR（假设硬盘是第一引导设备）。

2. MBR从Grub或LILO引导程序读取相关信息并初始化内核。接下来将由Grub或LILO继续引导系统。如果你在grub配置文件里指定了 systemd作为引导管理程序，之后的引导过程将由systemd完成。Systemd使用“target”来处理引导和服务管理过程。这些 systemd里的“target”文件被用于分组不同的引导单元以及启动同步进程。

3. systemd执行的第一个目标是default.target。但实际上default.target是指向graphical.target的 软链接。Linux里的软链接用起来和Windows下的快捷方式一样。文件Graphical.target的实际位置是/usr/lib /systemd/system/graphical.target。在下面的截图里显示了graphical.target文件的内容。

4. 在这个阶段，会启动multi-user.target而这个target将自己的子单元放在目录“/etc/systemd/system/multi-user.target.wants”里。这个target为多用户支持设定系统环境。非root用户会在这个阶段的引导过程中启用。防火墙相关的服务也会在这个阶段启动。

"multi-user.target"会将控制权交给另一层“basic.target”。

5. "basic.target"单元用于启动普通服务特别是图形管理服务。它通过/etc/systemd/system/basic.target.wants目录来决定哪些服务会被启动，basic.target之后将控制权交给sysinit.target.

6. "sysinit.target"会启动重要的系统服务例如系统挂载，内存交换空间和设备，内核补充选项等等。sysinit.target在启动过程中会传递给local-fs.target。这个target单元的内容如下面截图里所展示。

7. local-fs.target，这个target单元不会启动用户相关的服务，它只处理底层核心服务。这个target会根据/etc/fstab和/etc/inittab来执行相关操作。

系统引导性能分析

Systemd提供了工具用于识别和定位引导相关的问题或性能影响。Systemd-analyze是一个内建的命令，可以用来检测引导过程。你可以找出在启动过程中出错的单元，然后跟踪并改正引导组件的问题。在下面列出一些常用的systemd-analyze命令。

systemd-analyze time 用于显示内核和普通用户空间启动时所花的时间。

1. $ systemd-analyze time
2. Startup finished in1440ms(kernel)+3444ms(userspace)

systemd-analyze blame 会列出所有正在运行的单元，按从初始化开始到当前所花的时间排序，通过这种方式你就知道哪些服务在引导过程中要花较长时间来启动。

1. $ systemd-analyze blame
2. 2001ms mysqld.service
3. 234ms httpd.service
4. 191ms vmms.service

systemd-analyze verify 显示在所有系统单元中是否有语法错误。

systemd-analyze plot 可以用来把整个引导过程写入一个SVG格式文件里。整个引导过程非常长不方便阅读，所以通过这个命令我们可以把输出写入一个文件，之后再查看和分析。下面这个命令就是做这个。

1. systemd-analyze plot > boot.svg

 

追踪arm系统运行的服务

开机串口控制台自动登录：

1.一般来说，关于系统启动的相关服务会放在/etc/systemd/system/下面，进入其中搜索关于getty自动登录程序

find -iname "*getty*"

./getty.target.wants
./getty.target.wants/[email protected]

2.结果搜索到相关服务目录，进入目录查看： ls -l

总用量 0
lrwxrwxrwx 1 lsy lsy 41  1月 22 10:52 [email protected] -> /lib/systemd/system/[email protected]

可以看的这个服务链接到/lib/systemd/system/[email protected]，

3.打开/lib/systemd/system/[email protected]，在[Service]项的ExecStart=，添加"-a root"

[Service]
    Environment="TERM=xterm"

    ExecStart=-/sbin/agetty -a root -8 -L %I 115200 $TERM
    Type=idle
    Restart=always
    RestartSec=0
    UtmpIdentifier=%I
    TTYPath=/dev/%I
    TTYReset=yes
    TTYVHangup=yes
    KillMode=process
    IgnoreSIGPIPE=no
    SendSIGHUP=yes

开机自动运行程序：

sysinit.target服务会进行系统挂载，内存空间分配等，

我们可以在此后面插入一个属于自己的服务，即在local-fs.target.wants中插入：

(1)创建自己的服务vi /lib/systemd/system/embedsky.service ：
    #  This file is part of systemd.
    #
    #  systemd is free software; you can redistribute it and/or modify it
    #  under the terms of the GNU Lesser General Public License as published by
    #  the Free Software Foundation; either version 2.1 of the License, or
    #  (at your option) any later version.
 
    [Unit]
    Description=Remount Root and Kernel File Systems
    Documentation=man:systemd-remount-fs.service(8)
    Documentation=https://www.freedesktop.org/wiki/Software/systemd/APIFileSystems
    DefaultDependencies=no
    Conflicts=shutdown.target
    After=systemd-fsck-root.service                    //在什么服务以后
    Before=local-fs-pre.target local-fs.target shutdown.target     //在什么服务以前
    Wants=local-fs-pre.target
 
    [Service]
    Type=oneshot
    RemainAfterExit=yes
    ExecStart=/etc/embedsky_conf        //执行的程序或者脚本

(2)链接服务：
    cd /lib/systemd/system/local-fs.target.wants/
    ln -s ../embedsky.service embedsky.service
 

完成