linux自動啟動shell和init概述

1. linux運行層級 
   linux啟動之後會在一個層級運行,下面列出了這些運行層級:
   0 系統停止
   1 單使用者系統，不需要登陸
   2 多使用者系統但不支援NFS，命令列模式登陸
   3 完整多使用者模式,命令列模式登陸
   4 未用
   5 X11圖形模式，圖形模式登陸
   6 重新啟動系統
   這些可以在/etc/initab檔案中可以看到0-6級的注釋,程式碼片段如下:
   # 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.層級 0
     系統停止。注意不要把該層級設定為預設模式，否則系統每次啟動以後就會自動停止，無法進入。
   這個運行層級主要用於關閉任務，在 rc0.d 目錄下的各個串連命令都是此層級的命令。在關閉時，這些命令逐個執行。它們將殺掉所有進程、關閉虛擬記憶體和分頁檔、卸載檔案系統和交換分區。
   關機操作在 DOS 下和 Linux 下截然不同。在 DOS 提示符下，可以很放心地直接關閉電源。但是，在 Linux 下不能這麼做。Linux 的檔案系統在啟動時被裝入，在關閉時要被卸載。這種差別正是 Linux 強大功能的前提。
   在 Linux 下，要通過輸入命令 shutdown 加上參數來關閉、重啟電腦或者通過按下熱鍵“Ctrl”+“Alt”+“Del”來重新啟動。
   2.層級 1
   單一使用者模式。該模式只能許可一個使用者從本機電腦上登入 rc1.d 目錄下的所有檔案與此運行層級相連。此運行層級一般用於系統管理與維護,如：給 Linux 系統升級，安裝新軟體等等。
   在此模式下，只能由管理員進入而其他使用者無法登入。因為在啟動時，檔案系統被載入但是網路卻沒有被載入，無法通過網路登入。
   3.層級 2
   多使用者模式。使用者可以通過網路進行登入。在不支援網路的情況下該模式和模式 3 是相的，rc2.d 目錄下所有檔案與此層級相連。
   4.層級 3
   完全多使用者模式。這是預設的運行模式，在此模式下所有網路服務程式一起運行。rc3.d錄下的檔案與此層級相連。
   5.層級 4
   未使用模式，rc4.d 目錄與此層級相連。這一層級是使用者自訂的運行層級，使用者可以根需要自己定義。如果想運行此層級的話，必須在 rc3.d 目錄下放入串連檔案，就像其他 rc*.d目錄下的檔案，並指明是啟動還是終止進程。
   6.層級 5
   在 Linux 下運行 X  Window 就是使用這一層級。在此層級下除了網際網路的網域名稱伺服器的named 與層級 3 不同，其餘的都相同。
   7.層級 6
   這是個重新啟動系統的運行層級。rc6.d 目錄與此層級相連。既然是重新啟動也就是關閉當前系統，但不關閉電源，所以此目錄下的串連與層級為 0 的在 rc0.d 下的串連基本相同。不同之處在於，雖然它們都執行 halt（關閉）命令，但是給 halt 傳遞的參數不一樣，因而層級 6 能夠重新啟動系統。
2. inittab檔案解釋
   inittab檔案的格式：
   label:runlevel:action:process
   label:
   1～4字元的標籤，可以是任一字元構成的字串，表示輸入的值。一些系統label為2個字元。某些特定的標籤是常用的，在Red Hat Linux中使用的標籤是：
   id 用來定義預設的init啟動並執行層級
   si 是系統初始化的進程
   ln 其中的n從1~6,指明該進程可以使用的runlevel的層級
   ud 是升級進程
   ca 指明當按下Ctrl+Alt+Del是啟動並執行進程
   pf 指當UPS表明斷電時啟動並執行進程
   pr 是在系統真正關閉之前，UPS發出電源恢複的訊號時需要啟動並執行進程
   x 是將系統轉入X終端時需要啟動並執行進程
   runlevel:
   定義該記錄項被調用時的運行層級,可以由一個或多個運行層級構成，也可以是空，空則代表運行層級0～6.
   當請求init改變運行層級時，那些rstate欄位中不包括新運行層級的進程將收到SIGTERM警告訊號，並且最後被殺死；只有a、b、c啟動的命令外（a、b、c不是真正的運行層級） ????

   action:
   定義了該進程應該運行在何種狀態下,即如何處理process欄位指定的進程.
   代碼:
   boot 只有在系統啟動時，init才處理這樣的記錄項，啟動相應進程，忽略runlevel,並不等待處理結束就去處理下一個記錄項。當這樣的進程終止時，系統也不重啟它。
   bootwait 系統啟動後，當第一次從單一使用者模式進入多使用者模式時處理這樣的記錄項，init啟動這樣的進程，並且等待它的處理結束，然後再進行下一個記錄項的處理，當這樣的進程終止時，系統也不重啟它。
   ctrlaltdel 當Ctrl+Alt+Del三個鍵同步選取時運行，把SIGINT訊號發送給init。忽略 runlevel
   initdefault 指定一個預設的運行層級，只有當init一開始被調用時才掃描這一項，如果runlevel
   欄位指定了多個運行層級，其中最大的數字是預設的運行層級，如果runlevel
   欄位是空的，init認為欄位是0123456，於是進入層級6，這樣便陷入了一個迴圈，如果inittab檔案中沒有包含initdefault的記錄項，則在系統啟動時請求使用者為它指定一個初始運行層級
   kbrequest 當init從鍵盤中收到訊號時運行。這裡要求鍵盤組合符合KeyBoardSigral(參見/usr/share/doc/kbd-*關於鍵盤組合的文檔)
   off  啟動process欄位指定的進程如果指定的進程正在運行，init就給它發SIGTERM警告訊號，在向它發出訊號SIGKILL強制其結束之前等待5秒，如果這樣的進程不存在，則忽略這一項。
   once不等待處理結束就去處理下一記錄項。當這樣的進程終止時，也不再重新啟動它，在進入新的運行層級時，如果這樣的進程仍在運行，init也不重新啟動它。
   ondemand 功能同respawn 當系統指定特定的運行層級A、B、C時運行
   powerfail 當init收到SIGPWR（斷電）訊號時運行
   powerokwait 當收到SIGPWD訊號且/etc/檔案中的電源狀態包含OK時運行
   powerwait 當收到SIGPWD訊號，並且init等待進程結束時運行
   respawn 不管何時process中止，init都重新啟動進程，並且init不等到啟動結束而繼續掃描inittab中的後續process。如果process已經存在，就什麼也不做。
   sysinit 在運行boot或bootwait進程之前運行，指定的進程在存取控制台之前執行，這樣的記錄項僅用於對某些裝置的初始化，目的是為了使init在這樣的裝置上向使用者提問有關運行層級的問題，init需要等待進程運行結束後才繼續。
   wait 啟動process欄位指定的進程，並等到處理結束才去處理inittab中的下一記錄項。

   process欄位包含init執行的進程，該進程採用的格式與在命令列下運行該進程的格式一樣，因此process欄位都以該進程的名字開頭，緊跟著是運行時，緊跟著是運行時要傳遞給該進程的參數。比如/sbin/shutdown -t3 -r now，該進程在按下Ctrl+Alt+Del時執行，在命令列下也可以直接輸入來重新啟動系統。
   Process欄位中進程可以是任意的守候進程、可執行指令碼或程式。
   另外：在任何時候，可以在檔案inittab中添加新的記錄項，層級Q/q不改變當前的運行層級，重新檢查inittab檔案，可以通過命令init Q或init q使init進程立即重新讀取並處理檔案inittab.

   特殊目的的記錄
   仔細學習例子檔案，學習應用其中關於inittab的文法格式。該檔案的大多數內容都可以忽略，因為超過一半的內容都是注釋，剩餘的一些檔案內容主要是用來實現某些特殊的功能：
   id 的值表明預設的runlevel是3。
   ud 的值可以喚醒/sbin/update進程，該進程為保持磁碟的完整性，將在對磁碟進行I/O操作之前清空整個I/O緩衝區。
   pf、pr和ca的值只被特定的中斷所調用。
   如果系統是專用的X終端，則只需x的輸入值。
   getty進程來提供虛擬終端裝置的服務，例如：
   3:2345:respawn:/sbin/mingetty tty3
   標籤欄位的值是3,3是裝置tty3的數字尾碼,tty3與相應的進程相關聯，該getty進程可以啟動的runlevel是2、3、4和5,當該進程終止時，init馬上就重新啟動它。啟動進程的路徑名是/sbin/mingetty，該進程是實現虛擬終端支援的最小版本的getty，為tty3提供啟動虛擬設備的進程。
   si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit
   該值告訴init程式運行/etc/rc.d/rc.sysinit指令檔來初始化系統，該指令檔與所有啟動的指令碼類似，它只是一個包含Linux的 shell命令的可執行檔，注意輸入的字串必須包括該指令碼的完整路徑。不同版本的Linux存放該指令碼的位置也不相同，但不用刻意去記憶這些位置，只需查看/etc/inittab檔案即可，該檔案中包含啟動指令檔的確切位置。

   redhat 9 預設initab檔案內容：
   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:
   //預設init進程被調用時的運行層級為5（不能設為0和6，這樣系統將不能啟動）
   si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit
   //si是系統初始化進程,init程式運行/etc/rc.d/rc.sysinit指令檔來初始化系統，init等待指令碼運行結束才繼續運行下個進程。
   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
   //對相應運行層級,運行指令碼/etc/rc.d/rc,並傳入相應運行級參數0~6
   ca::ctrlaltdel:/sbin/shutdown -t3 -r now
   //按下ctrl+alt+del時執行shutdown -t3 -r now
   pf::powerfail:/sbin/shutdown -f -h +2
   //當UPS電源提示斷電的時候，他還將提供幾分鐘時間供電，這時系統執行shutdown -f -h +2 （-f 表示重啟的時候跳過檔案系統的檢查）

   pr:12345:powerwait:/shutdown -c
   //表示供電恢複時取消正在執行的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運行級,運行對應的終端程式
   x:5:respawn:/etc/X11/prefdm -nodaemon
   //如果是x終端模式要啟動並執行程式

3. linux自動啟動指令碼
   linux啟動之後會運行一個init程式,首先讀取inittab設定檔,決定系統的運行模式,在讀取inittab的過程中,執行rc0.d~rc6.d目錄下的運行層級指令碼,然後執行/etc/rc.local;
   由於執行rc0.d~rc6.d目錄下的運行層級指令碼是執行/etc/rc.d/rc指令碼執行的那麼我們就來看看這個指令碼
   /etc/rc.d/rc指令碼說明:
   #! /bin/bash
   #
   # rc            This file is responsible for starting/stopping
   #               services when the runlevel changes.
   #
   # Original Author:      
   #               Miquel van Smoorenburg, <miquels@drinkel.nl.mugnet.org>
   #
   # check a file to be a correct runlevel script
   check_runlevel ()
   {
    # Check if the file exists at all.
    #判斷檔案存在,並可執行
    [ -x "$1" ] || return 1
    
    # Reject backup files and files generated by rpm.
    #拒絕備份檔案格式的檔案名稱
    case "$1" in
     *.rpmsave|*.rpmorig|*.rpmnew|*~|*.orig)
      return 1
      ;;
    esac
    return 0
   }
   # Now find out what the current and what the previous runlevel are.
   # 擷取到運行層級,如inittab中的/etc/rc.d/rc 0~6指定了運行層級,這兒的參數$1就是inittab中的命令傳的的參數0~6的數字
   argv1="$1"
   set `/sbin/runlevel`
   runlevel=$2
   previous=$1
   export runlevel previous
   #設定變數,當前運行層級,上一個運行層級
   #如果沒有上一個運行層級,那麼previous=N
   #載入/etc/init.d/functions指令碼,載入需要用到的函數定義
   . /etc/init.d/functions
   # See if we want to be in user confirmation mode
   if [ "$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,賦予runlevel為argv1指定的運行級
   [ -n "$argv1" ] && runlevel="$argv1"
   # Is there an rc directory for this new runlevel?
   # 如果沒有對應層級的rc($runlevel).d的目錄,那麼程式退出
   [ -d /etc/rc$runlevel.d ] || exit 0

   # First, run the KILL scripts.
   #在相應運行層級的rc($runlevel).d目錄下,遍曆以K開頭的檔案,逐個取出
   #經過一系列判斷之後,執行指令碼,傳入stop參數
   for i in /etc/rc$runlevel.d/K* ; do
    check_runlevel "$i" || continue
    #判斷檔案存在可
    # Check if the subsystem is already up.
    subsys=${i#/etc/rc$runlevel.d/K??}
    [ -f /var/lock/subsys/$subsys -o -f /var/lock/subsys/$subsys.init ] /
     || continue
    # Bring the subsystem down.
   # 尋找在檔案中是否包含killproc和action單詞,-q選擇是不顯示輸入,只返回狀態
    # 執行指令碼,傳入stop參數
    if egrep -q "(killproc |action )" $i ; then
     $i stop
    else
     action $"Stopping $subsys: " $i stop
    fi
   done
   # Now run the START scripts.
   #擷取/etc/rc($runlevel).d目錄下,以S開頭得檔案
   #對每個檔案經過check之後,執行指令碼,傳入start參數
   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指令碼,就不難理解,為什麼啟動指令碼在rc0~6.d目錄下要用S開頭命名,停止指令碼要在rc0~6.d目錄下要用K開頭命名.

   我寫了一篇oracle自動啟動的文章,啟動的指令碼都是以S開頭,關閉的指令碼都是以K開頭,所以如果在編寫自動啟動程式,或者自動關閉程式的指令碼的時候,需要符合這個命名要求,才能被正確地執行.

4. 使用者登入啟動
   使用者登入之後會運行/etc/profile,在執行profile的時候,最後有一段代碼,如下:
   for i in /etc/profile.d/*.sh ; do
       if [ -r "$i" ]; then
           . $i
       fi
   done
   這段代碼將遍曆/etc/profile.d目錄,執行所有以*.sh(以sh結尾)檔案名稱的指令碼;
   執行/etc/profile之後,然後執行使用者$HOME/.bash_profile指令碼
   如果/etc/profile.d在目錄下建立以*.sh檔案名稱的指令碼,在每次使用者登入的時候都會啟動;而有些用程式只需啟動一次,不需要每次登入都啟動,如資料庫,web服務,應用伺服器等.

   使用者可以根據自己的情況,決定登入時啟動程式,還是主機啟動是啟動程式.

   由於程式啟動並執行方式可能會不斷變化,有些使用者會把程式不斷地從一個目錄拷貝到另外一個目錄,名字也會不斷地修改,其實使用者只需要在一個地方存放應用程式,在配置目錄用ln -s建立一個阮串連就可以了;

5. 退出時自動啟動
   退出登入時候,將自動執行$HOME/.bash_logout檔案,如果在該命令中添加一些程式執行命令,在使用者退出登入時這些命令將被自動啟動.如,在該檔案最後添加:agentctl stop,表示退出的時候將執行該命令,停止apache服務.
6. 一些shell開機檔案
   $HOME/.bash_history 記錄使用者操作命令的記錄
   $HOME/.bash_logout 使用者退出登入的時候執行這個指令碼
   $HOME/.bash_profile 使用者登入,執行完/etc/profile之後執行.bash_profile(在unix下為.profile,linux下為unix)
   $HOME/.bashrc shell 登入時自動執行
   /etc/profile 每個使用者登入的時候都必須執行的指令碼
   /etc/fstab   系統每次啟動的時候需要mount磁碟的操作資訊