Busybox是用来制作文件系统的一个工具集,可以用来替换GNU fileutils shellutils等工具集,它为各种小型的或者嵌入式系统提供了比较完全的工具集。

它提供的核心程序中包括了用户空间的init进程。用户空间的init进程是整个系统启动流程的最后一个阶段,经过该进程的初始化,整个系统进入服务状态,提供诸如系统调用、任务管理服务及设备管理等服务。

1)init进程启动流程

busybox中实现的init进程一般放在开发板的"/sbin"目录下。

busybox的init进程会根据配置文件决定启动哪些程序,如执行某些脚本、启动shell、运行用户指定的程序等。总之,该init进程将成为后续所有进程的发起者,如在init进程启动"/bin/sh"程序后,才能在控制台上输入各种命令。

busybox的init程序对应代码在busybox的init/init.c下,其初始化流程如下

其中与构建根文件系统关系密切的是控制台的初始化、对inittab文件的解释及执行。

2)添加初始化活动

init进程的初始化任务被分解为一系列初始化活动来完成,busybox定义了8种初始化活动,

Sysinit:为init进程提供初始化命令脚本的路径。

Wait:告诉init进程必须等到相应的进程执行完成之后,才能继续执行。

Once:仅执行相应的进程一次,而且不会等待它执行完成。

Respawn:当相应的进程终止执行时,重新启动该进程。

Askfirst:与respawn类似,不过init进程先输出“please press enter to active this console”,等用户按回车键之后,才启动子进程。

Shutdown:当系统关机时,执行相应的进程。

Restart:当init进程重新启动时,执行相应的进程,通常此处执行的进程就是init本身。

Ctrlatldel:当按下crtl+alt_delete组合键时,执行相应的进程

init进程中需要添加的活动,通常被写到inittab文件中,inittab文件通常位于根文件系统的"/etc"目录下,其中每一条配置信息定义一个初始化活动。格式如下:

<id>:<runlevels>:<action>:<process>

inittab中的每个条目有4个字段,各字段间由冒号分开。

<id>:表示该进程要使用的控制台(即标准输入、标准输出、标准错误设备)。如果省略,则使用与init进程一样的控制台。

<runlevels>:对于busybox提供的init程序,这个字段没有意义,可以省略

<action>:表示init进程如何控制该子进程

<process>:要执行的进程,它可以是可执行程序,也可以是脚本

一个简单的inittab示例:

::sysinit:/etc/init.d/rcS

::askfirst:-/bin/sh

::ctrllaltdel:/sbin/reboot

::shutdown:/bin/umount -a -r

在init_main()函数中调用parse_inittab()函数解析inittab,也正是在该函数中完成向init进程添加活动的任务。尽管没有inittab文件,parse_inittab()中也会添加默认的活动,如下

static void parse_inittab(void)

{

  #if ENABLE_FEATURE_USE_INITTAB

  char *token[4];

  parser_t *parser = config_open2("/etc/inittab",fopen_for_read);

  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","");

    new_init_action(RESTART,"init","");

    /*sysinit*/

    new_init_action(SYSINIT,INIT_SCRIPT,"");

    return;

  }

}

new_init_action函数的三个参数分别表示活动类型、相关的命令和使用的控制台,若不指定最后一个参数,则表示使用与init进程相同的控制台。

最后一个新的初始化活动,即当SYSINIT活动发生时,由INIT_SCRIPT确定的脚本被执行。SYSINIT活动表示只在系统初始化阶段被init进程加载一次。INIT_SCRIPT宏的默认值定义如下,BUSYBOX init进程默认的初始化脚本是/etc/init.d/rcS

#define INITTAB  "/etc/inittab"

#ifndef INIT_SCRIPT

#define INIT_SCRIPT  "/etc/init.d/rcS"

#endif

parse_inittab()函数的其余代码解析inittab文件的具体内容,最终根据Inittab中给定的配置,向init进程添加各项活动。

3)执行初始化活动

init进程解析inittab后开始执行各类初始化活动。它通过run_actions()函数执行指定类型的初始化活动,并为符合条件的活动,执行其 相关命令。init进程各类初始化活动的执行顺序如下:

/*First run the sysinit command*/

run_actions(SYSINIT);

/*Next run anything that wants to block*/

run_actions(WAIT);

/*Next run anything to be run ony once*/

run_actions(ONCE);

.....

/*Now run the looping stuff for the rest of forever*/

while(1)

{

  /*run the respawn/askfirst stuff*/

  run_actions(RESPAWN|ASKFIRST);

  /*Don't consume all CPU time--sleep a bit*/

  sleep(1);

  /*wait for any child process to exit*/

  wpid = wait(NULL);

  while(wpid>0)

  {

    /*Find out who died and clean up their corpse*/

    .....

  }

}

从上面的代码可以看出,活动的执行顺序如下:

1)执行系统初始化脚本,默认为/etc/init.d/rcS,活动类型为SYSINIT;

2)执行所有将会导致阻塞的初始化活动对应的命令,活动类型是WAIT;

3)执行所有一次执行的初始化活动的命令,活动类型是ONCE;

完成以上工作后,init循环执行以下任务:

1)执行所有中止后必须重启的活动命令,类型是RESPAWN。

2)执行所有中止后必须重启,但必须先询问的活动命令,类型是ASKFIRST。

3)等待子进程推出。

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