linux第一个用户进程init--sysvinit

在《linux系统启动》一文中介绍了计算机从按开机键到系统启动的流程，在流程启动的最后一步就是启动系统的第一个用户态进程init进程，其进程ID永为1（其实还有一个id为0的进程swap，即有名的idle进程，当cpu没有进程可以运行时就会自动运行此进程，严格意义上来讲此进程才是内核创建的第一个进程）。

本文介绍一下init进程启动之后以及操作系统运行过程中都做了什么操作，以及担当什么样的角色。

目前比较流行的init进程分为三种：sysvinit、upstart、systemd。本文先重点介绍一下sysvinit。很多linux发行版中使用了sysvinit（即sysvinit-XXX.rpm包），里面包含了/sbin/init、/sbin/telinit、/sbin/runlevel等进程。

init的执行分为三个阶段（参见linux-init-process-analyse.pdf）

虽然是三个阶段，但是设计者写代码时把三个阶段合一了，都包含在/sbin/init进程中，根据不同的条件来走不能的流程。详细信息可以参见linux-init-process-analyse.pdf，这里只介绍重点内容。

1，在系统启动阶段init进程读取/etc/inittab文件中配置并将所有配置组成一个链表，后面循环此链表，并对每一项进程操作。

对于/etc/inittab文件需要注意以下几点：

• 格式：id:runlevels:action:process
• id很重要，必须唯一，因为作者对init的实现是当有重复id时不是忽略掉，而是直接停止继续处理后面内容。
• action值为wait的配置项表示必须等我这个项操作完init才能去操作剩下的配置项，这导致了sysvinit机制很难并行执行，这一点也是upstart与systemd机制出现的原因。action值为respawn表示，这个配置项中的process（如图中的mingetty）退出了，init进程有责任把此进程再重新拉起来。所以大家在登录linux串口时即使杀掉tty进程也会回到登录界面，就是这个原因。
• 想在系统启动阶段做一些特殊操作的话就可以从这里面入手，例如init会执行/etc/rc.d/rc脚本，可以添加自己的脚本文件来实现想要的功能。

2，系统启动过程中init执行完/etc/inittab中需要执行的操作之后，系统就算真正的启动了，这个时候init进程就会进入第三个阶段，即作为一个deamon来运行。

• 首先创建一个管道/dev/initctl
• 其次通过select系统调用等待在/dev/initctl管道的一端，一旦有进程往另一端写入希望init process执行的request，init 3就会分析该request，然后执行要求的动作（见check_init_fifo函数）
• 同时当有signal发送给init process时，init在signal handler中并不马上处理该signal，而仅仅是在全局变量got_signals中置一下该signal发生过的标志，真正的处理是在init 3的循环中的process_signals()中。

3，当具有root权限的用户通过运行init来切换运行级别时，这种情况就称为init的第二个阶段，当然第三个阶段也就是为了处理这个阶段的请求才作为deamon来运行的。也即后面的交互都是第二阶段和第三阶段的交互，其桥梁就是管道/dev/initctl。

在管道/dev/initctl中传输的request格式如下：

struct init_request {

    int magic; /* Magic number */

    int cmd; /* What kind of request */

    int runlevel; /* Runlevel to change to */

    int sleeptime; /* Time between TERM and KILL */

    union {

        struct init_request_bsd bsd;

        char data[368];

    } i;

};