linux自动启动shell和init概述

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)
   1.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。
   2.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。
   3.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。
   4.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。
   5.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。
   6.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。
   7.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.
   代码:
   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。
   
   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
   
3. 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, <[email protected]>
   #
   # 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.
4. 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;
   
5. 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.
   
6. 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