7.6. System V 启动脚本的运用与配置

7.6.1. System V 的启动脚本是如何工作的?

Linux 使用的是一个名为 SysVinit,基于运行级(run-levels)概念的特殊启动工具。每个系统之间总会有些许不同,所以在某个特定的 Linux 发行版上适用的东西,并不意味着在 LFS 上也适用。LFS 自有独到的解决之道,不过也会遵守普世的标准。

SysVinit(或称「init」,下同)以运行级的方案运作。内含 7 个(数字 0-6)运行级,(事实上还有更多的运行级,但那些运行级情况特殊,且不常用。详情参见 init(8)),其中的每一个数字,都对应着一个计算机启动时的操作。默认的运行级是 3。下列为不同运行级所对应功能的描述:

0: 关闭计算机
1: 单用户模式
2: 多用户模式无网络
3: 多用户模式含网络
4: 预留模式,如无定制与 3 无异
5: 与 4 无异,常用作 GUI(X 的 xdm 或 KDE 的 kdm)的登录
6: 重启计算机

7.6.2. 配置 Sysvinit

在内核初始化的时候,无论是命令行指定运行的第一个程序,还是默认的 init。该程序会读入初始化文件 /etc/inittab。下面创建此文件:

cat > /etc/inittab << "EOF"
# Begin /etc/inittab

id:3:initdefault:

si::sysinit:/etc/rc.d/init.d/rc S

l0:0:wait:/etc/rc.d/init.d/rc 0
l1:S1:wait:/etc/rc.d/init.d/rc 1
l2:2:wait:/etc/rc.d/init.d/rc 2
l3:3:wait:/etc/rc.d/init.d/rc 3
l4:4:wait:/etc/rc.d/init.d/rc 4
l5:5:wait:/etc/rc.d/init.d/rc 5
l6:6:wait:/etc/rc.d/init.d/rc 6

ca:12345:ctrlaltdel:/sbin/shutdown -t1 -a -r now

su:S016:once:/sbin/sulogin

1:2345:respawn:/sbin/agetty --noclear tty1 9600
2:2345:respawn:/sbin/agetty tty2 9600
3:2345:respawn:/sbin/agetty tty3 9600
4:2345:respawn:/sbin/agetty tty4 9600
5:2345:respawn:/sbin/agetty tty5 9600
6:2345:respawn:/sbin/agetty tty6 9600

# End /etc/inittab
EOF

初始化文件的解释可以参考 inittab 的 man 手册页面。对于LFS,运行的核心命令是 rc。上面的初始化文件将指示 rc 运行 /etc/rc.d/rcS.d 目录中,所有以 S 开头的脚本,然后便是 /etc/rc.d/rc?.d 目录中,所有以 S 开头的脚本。目录中的问号由指定的 initdefault 值来决定。

为了方便,rc 会从 /lib/lsb/init-functions 中读取函数库。该库还会读取一个可选的配置文件 /etc/sysconfig/rc.site。任何在后续章节中描述到的系统配置文件中的参数,都可以放在这个文件中,允许将所有的系统参数合并到该文件中。

为了调试方便,函数脚本会将日志输出到 /run/var/bootlog 文件中。由于 /run 目录是个 tmpfs(临时文件系统),所以该文件在启动之后就不会持续存在了,但在启动过程的最后,这些内容会被添附到更为持久的 /var/log/boot.log 文件中。

7.6.2.1. 改变运行级

想要改变运行级,可以使用命令 init <runlevel>,其中的 <runlevel> 便是想要切换到的运行级。举个例子,若是想要重启计算机,可以使用命令 init 6,这是 reboot 命令的别名。就像,init 0halt 的别名一样。

/etc/rc.d 下有许多看起来像 rc?.d 的目录(其中的 ? 便是运行级)以及 rcsysinit.d,这些目录下包含了许多符号链接。它们有些以 K 开头,另一些的以 S 开头,首字母的后面都有两位数字。其中的 K 意味着停止(杀死)服务,S 意味着启动服务。而这些数字则决定了脚本的运行顺序,从 00 至 99——数字越小的将越先被执行。当 init 切换到另一个运行级时,相应的服务将会依据运行级启动或停止。

真正的脚本放在 /etc/rc.d/init.d 目录中。那些链接全部指向它们,真正工作的便是它们。K 开头的链接和 S 开头的链接指向的其实是 /etc/rc.d/init.d 目录中的同一个脚本。能这样的原因是脚本可以用不同的参数调用,例如 startstoprestartreloadstatus。当遇到的链接是 K 开头的话,便相应执行脚本的 stop 参数。当遇到的链接是 S 开头的话,便相应执行脚本的 start 参数。

还有一种情况刚才没有提及。那便是 rc0.drc6.d 目录中以 S 开头的链接是不会导致任何服务被启动的。它们只会调用 stop 参数去停止某些服务。这背后的隐含逻辑便是,当用户打算重起或是关闭系统时,无需去启动些什么。系统仅仅是需要被停止而已。

下列便是脚本参数的描述:

start

服务将被启动。

stop

服务将被停止。

restart

服务将被停止,然后再一次启动。

reload

服务的配置文件将被更新。该命令用于修改服务配置文件后,无需重启服务。

status

告知你服务是否正处于运行中,以及相应的 PID。

不必拘谨,启动过程的工作你可以随随意修改(这毕竟是你自己的 LFS 系统)。这里的给出的文件只不过是抛砖引玉,示范这些是如何完成的。

7.6.3. udev 启动脚本

启动脚本 /etc/rc.d/init.d/udev 启动 udevd,触发已经被内核创建好的「冷插拔(coldplug)」设备,并等待规则完成。该脚本还会解除 /sbin/hotplug 中默认的 uevent 处理。这是因为内核不再需要调用外部的二进制文件了。取而代之的是,udevd 会为内核引发的 uevent 去监听 netlink 的套接字。

初始化脚本 /etc/rc.d/init.d/udev_retry 负责重新触发子系统的事件,这些子系统的规则,可能会依赖于直到 mountfs 脚本运行后才挂载的文件系统(特别是 /usr/var)。该脚本会在 mountfs 脚本后运行,所以这些规则(若是被重新触发)应该会在第二次的时候成功。这些被配置在 /etc/sysconfig/udev_retry 文件中;这个文件中,除了注释以外的任何单词(word),都会被认为是在重试时触发的子系统名称。想要找到设备的子系统,使用 udevadm info --attribute-walk <device>,其中的 <device> 是 /dev 或 /sys 中的绝对路径,例如,/dev/sr0 或是 /sys/class/rtc。

关于内核模块载入和 udev 的更多信息,请查看 Section 7.3.2.3, “加载模块”

7.6.4. 配置系统时钟

setclock 脚本从硬件时钟,或称 BIOS 或 CMOS(互补金属氧化物半导体)时钟中,读取时间。如果硬件时钟被设置为 UTC,该脚本会使用 /etc/localtime 文件(它会告知程序 hwclock 用户的时区)将硬件时钟的时间转换为本地时间。因为无法检测硬件时钟是否为 UTC,所以需要手动去配置。

在内核的启动并检测硬件功能的时候,setclock 会通过 udev 运行。同样也可以通过 stop 参数手动地将系统时间存入 CMOS 时钟中。

如果你记不清是否将硬件时钟设置成 UTC,可以通过运行命令 hwclock --localtime --show 查看。这条命令会根据硬件时钟显示当前的时间。如果显示的时间和你的手表一致,那么硬件时间可能被设置成了本地时间。如果 hwclock 的输出不是本地时间,那就有可能是 UTC 时间。在 hwclock 的输出时间上加上或减去时区之间的时差。例如,如果你所处的时区是 MST,也就是 GMT -0700,在本地时间上加上 7 小时便是 UTC 时间了。

如果硬件时钟设置成 UTC 时间,将 UTC 变量改成 0(零)。

运行以下命令新建文件 /etc/sysconfig/clock

cat > /etc/sysconfig/clock << "EOF"
# Begin /etc/sysconfig/clock

UTC=1

# Set this to any options you might need to give to hwclock,
# such as machine hardware clock type for Alphas.
CLOCKPARAMS=

# End /etc/sysconfig/clock
EOF

这里安利一个链接 http://www.linuxfromscratch.org/hints/downloads/files/time.txt,它非常好地解释了如何在 LFS 中应对时间的问题。其中说明了诸如时区,UTC 和 TZ 环境变量之类的问题。

[Note]

Note

CLOCKPARAMS 和 UTC 参数也可以在文件 /etc/sysconfig/rc.site 中设置。

7.6.5. 配置 Linux 控制台

本段讨论如何配置 console 的启动脚本,用它设置键盘映射,控制台字体和控制台内核的日志级别。如果非 ASCII 字符(例如,版权标志,英镑符号和欧元符号)不会用到且键盘是 U.S. 的情况下,那本段的多数内容可以跳过。没有配置文件(,或是与 rc.site 的设置一样),console 启动脚本就不会执行任何操作。

console 脚本读取 /etc/sysconfig/console 文件以获取配置信息。决定使用的键盘映射和屏幕字体。特定的语言各种各样,可以查看 HOWTO 获取帮助,详见 http://www.tldp.org/HOWTO/HOWTO-INDEX/other-lang.html。如果好心存疑惑,不妨检索 /usr/share/keymaps/usr/share/consolefonts 目录下的有效键盘映射和屏幕字体。查阅 loadkeys(1)setfont(8) 手册,为这些程序选择正确的参数。

/etc/sysconfig/console 文件中的一行一行的格式应该像 VARIABLE="value" 这样。下面介绍几个常见变量:

LOGLEVEL

该变量用于指定由 dmesg 设置的从内核发往控制台的消息的日志级别。有效的级别从「1」(没有消息)至「8」。默认的级别是「7」。

KEYMAP

该变量用于指定 loadkeys 程序的参数,通常是要加载的键盘映射的名称,例如,「it」。如果变量没有被设置,那么启动脚本将不会去运行 loadkeys 程序,而是使用内核默认的键盘映射。注意有一些键盘映射拥有多种版本,但是名字却是相同的(cz 和其变种存在于 qwerty/ 和 qwertz/ 中,es 存在于 olpc/ 和 qwerty/ 中,还有 trf 存在于 fgGIod/ 和 qwerty/ 中)。在这种情况下,其父目录也需要指定(例如,qwerty/es),以保证加载的键盘映射是恰当的。

KEYMAP_CORRECTIONS

这个(很少使用的)变量用于指定 loadkeys 程序的第二个参数。如果现有的键盘映射不能完全满足需求,并且需要进行细微调整时,该变量就非常有用了。例如,想要将欧元符号加入到原来不存在该符号的键盘映射中,将变量设置为「euro2」。

FONT

该变量用于指定 setfont 程序的参数。通常包括字体名,「-m」,和要加载的应用字符映射名。例如,为了让字体「lat1-16」和「8859-1」应用字符映射一起加载(美国常用设置),将变量设置为「lat1-16 -m 8859-1」。UTF-8 模式中,内核使用应用字符映射将 8 位的按键编码转化为 UTF-8,因此「-m」参数应被设置成键盘映射中组成按键编码的编码。

UNICODE

将该变量设置为「1」,「yes」或「true」,使控制台进入 UTF-8 模式。这对基于 UTF-8 语言环境的地域十分有用,反之则可能产生危害。

LEGACY_CHARSET

很多的键盘布局,在 Kbd 的软件包现有的键盘映射中并未囊括。如果该变量设置的编码是键盘映射中非 UTF-8 的编码,那么 console 的启动脚本就不会将键盘映射转换为 UTF-8。

下面是一些例子:

  • 对于非 Unicode 的设置,通常只需用到变量 KEYMAP 和 FONT。例如,下面这个波兰的例子:

    cat > /etc/sysconfig/console << "EOF"
    # Begin /etc/sysconfig/console
    
    KEYMAP="pl2"
    FONT="lat2a-16 -m 8859-2"
    
    # End /etc/sysconfig/console
    EOF
    
  • 正如上面提到的,有的时候需要对现有的键盘映射稍加调整。下面便是在德语的键盘映射加入欧元符号的例子:

    cat > /etc/sysconfig/console << "EOF"
    # Begin /etc/sysconfig/console
    
    KEYMAP="de-latin1"
    KEYMAP_CORRECTIONS="euro2"
    FONT="lat0-16 -m 8859-15"
    UNICODE=1
    
    # End /etc/sysconfig/console
    EOF
    
  • 以下是保加利亚启用 Unicode 的一个例子,用的是现成的 UTF-8 键盘映射:

    cat > /etc/sysconfig/console << "EOF"
    # Begin /etc/sysconfig/console
    
    UNICODE="1"
    KEYMAP="bg_bds-utf8"
    FONT="LatArCyrHeb-16"
    
    # End /etc/sysconfig/console
    EOF
    
  • 由于上个例子中用到了一个 512-glyph 的 LatArCyrHeb-16 字体,这里说明以下,在不使用 framebuffer 的情况下,控制台并不能支持如此鲜艳的色彩。如果你想在不使用 framebuffer 的情况下实现多彩的颜色,并且不会有需要使用其他语言字符的困扰,你可以使用指定语言的 256-glyph 字符,如下所示:

    cat > /etc/sysconfig/console << "EOF"
    # Begin /etc/sysconfig/console
    
    UNICODE="1"
    KEYMAP="bg_bds-utf8"
    FONT="cyr-sun16"
    
    # End /etc/sysconfig/console
    EOF
    
  • 下面的例子演示了键盘映射从 ISO-8859-15 到 UTF-8 的自动转换,并且在 Unicode 模式下启用了死键:

    cat > /etc/sysconfig/console << "EOF"
    # Begin /etc/sysconfig/console
    
    UNICODE="1"
    KEYMAP="de-latin1"
    KEYMAP_CORRECTIONS="euro2"
    LEGACY_CHARSET="iso-8859-15"
    FONT="LatArCyrHeb-16 -m 8859-15"
    
    # End /etc/sysconfig/console
    EOF
    
  • 有些键盘映射包含死键(比方说,一些键本身并不能产生一个字符,但是却可以给下一个键产生的字符加上音调),或是定义了组合规则(例如:在默认键盘映射中「按 Ctrl+. A E 可以得到 Æ」。Linux-4.20.12 只有在组合起来的字符不是多字节的时候,才能正确地辨识出键盘映射中死键和组合规则。这个缺陷并不会影响到欧文的键盘映射,因为有音节的字符要么已经加入到无音节的 ASCII 字符中了,要么两种 ASCII 字符已被结合在一起。然而在 UTF-8 模式下会出现问题,比方说,希腊语便时常需要在「字母」上添加音调。解决的方法便是,要么避免使用 UTF-8,要么安装 X Window 系统,这样就不会有这种输入处理中的限制了。

  • 对于中文,日语,韩语以及一些其他的语言需要的字符,Linux 的控制台还无法通过配置是之正常显示。用户若要使用这些语言,需要安装 X Window 系统,用于扩充所需字符域的字体,以及合适的输入法(例如,支持语言十分广泛的 SCIM)。

[Note]

Note

/etc/sysconfig/console 文件只负责 Linux 文本控制台的本地化。对于 X Window 系统,通过 ssh 的会话,以及串口的控制台的键盘布局和终端字体,以上的设定并不适用。所以这些情况下,不要应用列出的最后两项设置中提到限制。

7.6.6. 在启动时创建文件

有时,希望在启动时创建文件。例如,/tmp/.ICE-unix 目录就可能需要创建。这可以通过在 /etc/sysconfig/createfiles 配置脚本中创建一个条目来达成。该文件的格式可以参考默认配置文件中的注释。

7.6.7. 配置 sysklogd 脚本

sysklogd 脚本调用 syslogd 程序作为 System V 初始化的一部分。-m 0 选项会关闭 syslogd默认每 20 分钟写一次日志的时间戳标记。如果你想要开启周期性的时间戳标记,编辑 /etc/sysconfig/rc.site 并定义变量 SYSKLOGD_PARMS 设为需要的值。例如,想要清除所有的参数,只需把变量设置为空值:

SYSKLOGD_PARMS=

运行 man syslogd,查看更多选项:

7.6.8. 文件 rc.site

可选的 /etc/sysconfig/rc.site 文件中包含着那些为每个 System V 启动脚本自动设置好的设定。这些设定也可以在 /etc/sysconfig/ 目录中的 hostnameconsole,和clock 文件中设置。如果这些设定值同时在以上的这些文件和 rc.site 中设定了,那么脚本中的设定值将会被优先采用。

rc.site 中还包含了另外一些可以自定义的启动过程的参数。设置 IPROMPT 变量会启用启动脚本的选择性运行。其他的选项,在文件的注释中有所描述。文件的默认版本如下所示:

# rc.site
# Optional parameters for boot scripts.

# Distro Information
# These values, if specified here, override the defaults
#DISTRO="Linux From Scratch" # The distro name
#DISTRO_CONTACT="lfs-dev@linuxfromscratch.org" # Bug report address
#DISTRO_MINI="LFS" # Short name used in filenames for distro config

# Define custom colors used in messages printed to the screen

# Please consult `man console_codes` for more information
# under the "ECMA-48 Set Graphics Rendition" section
#
# Warning: when switching from a 8bit to a 9bit font,
# the linux console will reinterpret the bold (1;) to
# the top 256 glyphs of the 9bit font.  This does
# not affect framebuffer consoles

# These values, if specified here, override the defaults
#BRACKET="\\033[1;34m" # Blue
#FAILURE="\\033[1;31m" # Red
#INFO="\\033[1;36m"    # Cyan
#NORMAL="\\033[0;39m"  # Grey
#SUCCESS="\\033[1;32m" # Green
#WARNING="\\033[1;33m" # Yellow

# Use a colored prefix
# These values, if specified here, override the defaults
#BMPREFIX="     "
#SUCCESS_PREFIX="${SUCCESS}  *  ${NORMAL}"
#FAILURE_PREFIX="${FAILURE}*****${NORMAL}"
#WARNING_PREFIX="${WARNING} *** ${NORMAL}"

# Manually seet the right edge of message output (characters)
# Useful when resetting console font during boot to override
# automatic screen width detection
#COLUMNS=120

# Interactive startup
#IPROMPT="yes" # Whether to display the interactive boot prompt
#itime="3"    # The amount of time (in seconds) to display the prompt

# The total length of the distro welcome string, without escape codes
#wlen=$(echo "Welcome to ${DISTRO}" | wc -c )
#welcome_message="Welcome to ${INFO}${DISTRO}${NORMAL}"

# The total length of the interactive string, without escape codes
#ilen=$(echo "Press 'I' to enter interactive startup" | wc -c )
#i_message="Press '${FAILURE}I${NORMAL}' to enter interactive startup"

# Set scripts to skip the file system check on reboot
#FASTBOOT=yes

# Skip reading from the console
#HEADLESS=yes

# Write out fsck progress if yes
#VERBOSE_FSCK=no

# Speed up boot without waiting for settle in udev
#OMIT_UDEV_SETTLE=y

# Speed up boot without waiting for settle in udev_retry
#OMIT_UDEV_RETRY_SETTLE=yes

# Skip cleaning /tmp if yes
#SKIPTMPCLEAN=no

# For setclock
#UTC=1
#CLOCKPARAMS=

# For consolelog (Note that the default, 7=debug, is noisy)
#LOGLEVEL=7

# For network
#HOSTNAME=mylfs

# Delay between TERM and KILL signals at shutdown
#KILLDELAY=3

# Optional sysklogd parameters
#SYSKLOGD_PARMS="-m 0"

# Console parameters
#UNICODE=1
#KEYMAP="de-latin1"
#KEYMAP_CORRECTIONS="euro2"
#FONT="lat0-16 -m 8859-15"
#LEGACY_CHARSET=

7.6.8.1. 自定义启动和关闭的脚本

LFS 启动脚本会以相当效率的方式启动和关闭系统,不过你可以在 rc.site 文件中进行调整,来提升速度或是根据需求调整消息。若是有这样的需求,就去调整上面 /etc/sysconfig/rc.site 文件的设置吧!

  • 在启动脚本 udev 运行时,会调用一次 udev settle,完成检测需要很长时间。这段时间根据当前系统的设备,可花可不花。如果你需要的仅仅是简单的分区和单个网卡,在启动的过程中,就没有必要等待这个命令执行。通过设置变量 OMIT_UDEV_SETTLE=y,可以跳过此命令。

  • 启动脚本 udev_retry 默认也执行udev settle。该命令仅在 /var 目录是分开挂载的情况下需要。因为这种情况下时钟需要文件 /var/lib/hwclock/adjtime。其他的自定义设置可能也需要等待 udev 执行完成,但是在许多的安装中不需要。设置变量 OMIT_UDEV_RETRY_SETTLE=y 跳过命令。

  • 默认情况下,文件系统检测静默执行。看上去就像是启动过程中的一个延迟。想要打开 fsck 的输出,设置变量。

  • 重起时,你可能想完全的跳过文件系统检测 fsck。为此,可以创建 /fastboot 文件或是以 /sbin/shutdown -f -r now 命令重启系统。另一方面,你也可以通过创建 /forcefsck,或是在运行 shutdown 命令时,用 -F 参数代替-f,以此来强制检测整个文件系统。

    设置变量 FASTBOOT=y 将禁用启动过程中的 fsck,直至你将其移除。不推荐长时间地使用该方式。

  • 通常,/tmp 目录中的所有文件会在启动时删除。根据存在目录与文件的数量,该操作会导致启动过程中明显的延迟。如果要跳过移除文件的操作,设置变量 SKIPTMPCLEAN=y。

  • 在关机的过程中,init 程序会向每一个已经启动的程序(例如,agetty)发送一个 TERM 信号,等一段时间(默认为 3 秒),然后给每个进程发送 KILL 信号。对没有被自身脚本关闭的进程,sendsignals 脚本会重复此过程。init 的延迟可以通过参数来设置。比方说,想去掉 init 的延迟,可以通过在关机或重启时使用 -t0 参数(如,/sbin/shutdown -t0 -r now)。sendsignals 脚本的延迟可以通过设置参数 KILLDELAY=0 跳过。