浅析Linux初始化init系统，第一部分：sysvinit（附Slackware init系统）

原文地址：http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/1407_liuming_init1/index.html

本文在原文基础上适当做一些笔记。

什么是 Init 系统,init 系统的历史和现状

首先，Linux系统的初始化init进程经历过两次演变，从sysvinit到UpStart再到systemd，各有特点。

Linux系统的启动首先从BIOS开始，接下来进入bootloader，由bootloader载入内核，然后内核进行初始化。内核初始化的最后一步就是启动pid为1的init进程。这个进程是所有进程的祖先。

init系统能够定义、管理和控制init进程的行为。它负责组织相关的初始化工作，让系统进入用户预设的某种运行级别。仅仅将内核运行起来是没有用的，必须由init系统将系统带入可操作的状态。像是启动一个外壳shell，便可以进行交互，从而让计算机执行一些有意义的任务，或是启动X图形界面。这里的字符界面的shell和X图形界面都是一种预设的运行级别，换句话说，也就是/etc/inittab文件中的各种runlevel。
大多数的Linux发行版的init系统是和System V兼容的，被称为sysvinit。而像Slackware采用的是BSD风格的init系统，Gentoo采用的是自己定制的。Ubuntu和RHEL采用Upstart，（貌似RHEL 7 好像采用的是systemd）Fedora从版本15开始采用systemd。

运行级别

Sysvinit用runlevel来定义运行级别，它首先检查/etc/inittab中是否有initdefault项，来采用默认启动级别。虽然各发行版本对运行级别的定义都不太一样，但0表示关机，1表示单用户，6表示重启则都是一致的。

sysvinit 运行顺序

Sysvinit巧妙地用脚本，文件命名规则和软链接来实现不同的运行级别。首先，sysvinit读取/etc/inittab文件，分析这个文件，得到如下配置信息：
系统需要进入的runlevel
捕获组合键的定义
定义电源fail/restore脚本
启动getty和虚拟控制台

得到配置信息后，sysvinit顺序执行以下步骤，从而将系统初始化为预设的runlevel
/etc/rc.d/rc.sysvinit
/etc/rc.d/rc和/etc/rc.d/rcX.d（X代表runlevel）
/etc/rc.d/rc.local
X Display Manager（若需要的话）

首先运行rc.sysvinit以便执行一些重要的初始化任务，例如：
激活udev和selinux
设置定义在/etc/syctl.conf中的内核参数
设置系统时钟
加载keymaps
使能交换分区
设置主机名
根分区检查和remount
激活RAID和LVM
开启磁盘配额
检查并挂载所有文件系统
清除过期的locks和pid文件

完成这些后根据不同的runlevel进入不同的目录中运行启动脚本。以S开头的就是启动脚本，后面的数字是启动顺序，都是一些软链接文件，真实的脚本文件在/etc/init.d中。

Sysvinit 和系统关闭

系统关闭时是进入对应runlevel的目录中执行以K开头的脚本，按顺序执行。

Sysvinit 的管理和控制功能

此外在系统启动后，管理员还需要对已经的启动的进程进行管理和控制。sysvinit软件包包含一些工具，像是halt、init、killall5、last、lastb、poweroff、shutdown等。

Sysvinit 的小结

sysvinit的优点是简单，service开发人员只要编写启动和停止脚本，将service添加和删除到某个runlevel时只要添加或删除软链接。其次，sysvinit的另一个优点是确定启动顺序，一个运行完再运行下一个，这非常有益于排错，但同时也导致运行效率慢。像upstart和systemd支持并发启动，但排错不易。

Slackware之init系统

而Slackware的init系统则比较特别。首先前文说Slackware是用BSD风格的init系统的。我对BSD风格的init系统不了解，但上网稍微认识了一下后，发现其实不然。BSD风格的init系统是不讨论什么runlevel的，而且启动文件不是/etc/inittab，而是/etc/ttys，这和Slackware不同。其实Slackware也是使用sysvinit的，在安装过程中此软件包为必装项，只不过是按照BSD的风格在用。

Slackware也是从/etc/inittab开始的，关于Slackware的inittab文件我写过一篇博客。地址：http://liandesinian.blog.51cto.com/7737219/1548933

仔细看一下/etc/inittab文件，可以看到Slackware分为7个运行级别。

首先当系统启动时会先运行/etc/rc.d/rc.S脚本，然后若是单用户级别，则运行/etc/rc.d/rc.K，若是多用户级别，则运行/etc/rc.d/rc.M脚本。init会等到一个脚本运行结束后再运行下一个。在这之后，init会启动虚拟控制台tty1-tty6。最后若是进入图形界面运行级别，则会运行/etc/rc.d/rc.4。

Slackware所有的启动脚本都放在/etc/rc.d目录中，而决定运行哪些脚本则是分别在/etc/rc.d/rc.X（X：0,4,6,S,K,M）脚本中定义。而不是像其他sysvinit系统那样分目录使用软链接。Slackware的这种做法简洁又清楚。
当然，Slackware也兼容其他sysvinit风格的启动脚本，在/etc/rc.d中有一个rc.sysvinit脚本用来进行兼容。