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Linux sysvinit 系统启动

ds 2025/5/13 9:59:12
  1. Ramdisk 加载rootfs 分区数据

  1. 内核引导

  • 已经没有ramdisk

  • 根文件系统挂载：内核调用 ext4 文件系统驱动，尝试将根设备挂载到 / 目录。具体挂载过程如下：

    • 内核定位根设备（如 /dev/sda1）。

    • 内核使用 ext4 文件系统驱动读取根设备的超级块（superblock），超级块包含文件系统的基本信息，如块大小、inode 数量等。

    • 内核根据超级块信息，验证文件系统的一致性，并进行必要的挂载操作，如初始化文件系统的缓存、设置挂载点等。

    • 若挂载成功，根文件系统就会被挂载到 / 目录。

  • 内核启动后，会进行一系列的初始化操作，包括硬件检测、设备驱动加载等。

  1. initramfs 阶段

  • 执行 init 脚本：内核会执行 initramfs 中的/init脚本。这个脚本负责在真正的 rootfs 挂载之前完成一些必要的初始化工作，如加载根文件系统所需的驱动模块。系统启动时，内核会依据 bootargs 中的 root 参数来挂载根文件系统。如果一切配置正确，系统会自动挂载指定 PARTUUID 的分区作为根文件系统。

检测 rootfs 设备：脚本会根据内核命令行参数（如root=/dev/sda1）来确定 rootfs 所在的设备。

获取内核命令行中的root参数 root_device=$(cat /proc/cmdline | sed -n 's/.*root=\([^ ]*\).*/\1/p')
linux dts 代码配置+ bootargs = "root=/dev/mmcblk0p15 rootfstype=ext4 rootwait ro highres=1 nr_cpus=4 initcall_debug=0 loglevel=4 earlycon console=ttyS0,115200n8 fb.lockless_register_fb=1 psplash=false init=/sbin/init logbuf.timestamp=rtc no_console_suspend";
命令参数获取cat /proc/cmdline rootfstype=ext4 rootwait ro highres=1 nr_cpus=4 initcall_debug=0 loglevel=4 earlycon console=ttyS0,115200n8 fb.lockless_register_fb=1 psplash=false init=/sbin/init logbuf.timestamp=rtc no_console_suspend root=PARTUUID=9b29ea53-affd-402a-a72a-6cfe11eb5fa7 slot_suffix=_a secure_updatemonitor=1 chipversion=X9SP domain=AP2 boot_image_emmc=normal bpt.version=0x42505402 img_ver.ap2_persist=DB_O4O8PA img_ver.safety_safety_os=DB_O4O8PA img_ver.safety_vbmeta_safety=DB_O4O8PA img_ver.boot_config_ap=DB_O4O8PA img_ver.ap2_cluster_rootfs=DB_O4O8PA img_ver.dil_safety=DB_O4O8PA img_ver.ssystem=DB_O4O8PA img_ver.ap2_cluster_preloader=DB_O4O8PA img_ver.ap1_atf=DB_O4O8PA img_ver.ap2_cluster_kernel=DB_O4O8PA img_ver.system_config=DB_O4O8PA img_ver.ap1_bootloader=DB_O4O8PA img_ver.slimfs_prop=DB_O4O8PA img_ver.ap2_cluster_tos=DB_O4O8PA img_ver.slimfs=DB_O4O8PA img_ver.ddr_init_seq=DB_O4O8PA img_ver.mpc_slimfs=DB_O4O8PA img_ver.spl=DB_O4O8PA img_ver.vbmeta_top=DB_O4O8PA img_ver.ap2_cluster_bootloader=DB_O4O8PA img_ver.ap2_cluster_dtb=DB_O4O8PA img_ver.ap1_tos=DB_O4O8PA img_ver.ap2_vbmeta_ap2=DB_O4O8PA img_ver.ap2_ap_share=DB_O4O8PA img_ver.ap2_cluster_log=DB_O4O8PA img_ver.ap1_preloader=DB_O4O8PA img_ver.ap2_userdata=DB_O4O8PA img_ver.ddr_fw=DB_O4O8PA img_ver.ap2_mcu=DB_O4O8PA img_ver.mpc_vbmeta_mpc=DB_O4O8PA img_ver.mpc_vdm=DB_O4O8PA img_ver.ap2_cluster_atf=DB_O4O8PA img_ver.ap1_vbmeta=DB_O4O8PA root@x9sp_ap2:/usr/bin#

等待设备就绪：如果 rootfs 所在的设备是块设备，可能需要等待设备完全初始化。

等待设备文件出现 while [ ! -e $root_device ]; dosleep 1done

挂载 rootfs：在 initramfs 中创建一个临时挂载点，然后将 rootfs 设备挂载到该点。

lk boot阶段修改

rtos/lk_boot/application/system/bootloader/bootlaoder.c的

remove_root_dev_fdt_bootargs 这个函数的上下文

static const uint8_t rootfs_type_guid[PARTITION_TYPE_GUID_SIZE] = {0xe1, 0xe6, 0x2c, 0xfc, 0xf4, 0x67, 0x00, 0x02, 0x25, 0xac, 0x3c, 0x65, 0x76, 0x12, 0xc9, 0x9b};

e1 e6 2c fc - f4 67- 00 02 - ac 25- 3c 65 76 12 c9 9b

memset(alias_rootfs_part, 0x0, sizeof(alias_rootfs_part)); 
memcpy(alias_rootfs_part, ptdev_active_name_by_type_guid(ptdev, (EFI_GUID *) rootfs_type_guid), MAX_GPT_NAME_SIZE);

[ 2.054691] dw-apb-uart 604d0000.serial: forbid DMA for kernel console [ 2.055122] Waiting for root device PARTUUID=d5fd7f80-4657-42a4-8174-5188a0f76d51...

[ 2.065619] mmc0: new HS400 MMC card at address 0001

[ 2.066094] mmcblk0: mmc0:0001 eMMC 9.30 GiB

[ 2.066288] mmcblk0boot0: mmc0:0001 eMMC partition 1 31.5 MiB [ 2.066463] mmcblk0boot1: mmc0:0001 eMMC partition 2 31.5 MiB

[ 2.069993] mmcblk0: p1 p2 p3 p4 p5 p6 p7 p8 p9 p10 p11 p12 p13 p14 p15 p16 p17 p18 p19 p20 p21

[ 2.073848] sdrv_ion: sdrv_heap num is zero, defer probe now

[ 2.087726] EXT4-fs (mmcblk0p19): mounted filesystem with ordered data mode. Opts: (null) [ 2.087774] VFS: Mounted root (ext4 filesystem) readonly on device 259:11. [ 2.088954] devtmpfs: mounted [ 2.089703] Freeing unused kernel memory: 1664K

[ 2.096138] Run /sbin/init as init process

[ 2.096145] with arguments:

[ 2.096149] /sbin/init

[ 2.096151] with environment:

[ 2.096155] HOME=/

[ 2.096157] TERM=linux

[ 2.096160] psplash=false

[ 2.096163] slot_suffix=_a

[ 2.096166] secure_updatemonitor=1 [ 2.096169] chipversion=X9SP [ 2.096172] domain=AP2 [ 2.096175] boot_image_emmc=normal [ 2.181623] mount (170) used greatest stack depth: 12688 bytes left

./init/do_mounts.c

tatic int __init do_mount_root(const char *name, const char *fs, const int flags, const void *data) { struct super_block *s; struct page *p = NULL; char *data_page = NULL; int ret; if (data) { /* init_mount() requires a full page as fifth argument */ p = alloc_page(GFP_KERNEL); if (!p) return -ENOMEM; data_page = page_address(p); /* zero-pad. init_mount() will make sure it's terminated */ strncpy(data_page, data, PAGE_SIZE); } ret = init_mount(name, "/root", fs, flags, data_page); if (ret) goto out; init_chdir("/root"); s = current->fs->pwd.dentry->d_sb; ROOT_DEV = s->s_dev; printk(KERN_INFO "VFS: Mounted root (%s filesystem)%s on device %u:%u.\n", s->s_type->name, sb_rdonly(s) ? " readonly" : "", MAJOR(ROOT_DEV), MINOR(ROOT_DEV)); out: if (p) put_page(p); return ret; }

  1. 切换到真正的 rootfs

  • 移动挂载点：将/proc、/sys、/dev等虚拟文件系统从 initramfs 移动到真正的 rootfs 中。

移动/procmount --move /proc /new_root/proc # 移动/sysmount --move /sys /new_root/sys # 移动/devmount --move /dev /new_root/dev

切换根目录：使用pivot_root命令将根目录从 initramfs 切换到真正的 rootfs。

切换根目录 pivot_root /new_root /new_root/initramfs # 切换到新的根目录cd /

卸载 initramfs：切换根目录后，卸载 initramfs。

卸载initramfsumount /initramfs

  1. SysVinit 启动

  • 执行 init：切换到真正的 rootfs 后，内核会执行/sbin/init程序，这是 SysVinit 系统的初始化进程。

  • 读取 inittab：init程序会读取/etc/inittab文件，根据其中的配置启动系统服务和进程。

总结

Yocto Linux 的 SysVinit 系统启动过程中，挂载 rootfs 分区主要通过 initramfs 阶段完成设备检测、驱动加载和挂载操作，然后切换到真正的 rootfs，最后由init程序继续完成系统初始化。

2. 使用 SysVinit 的启动流程

2.1 /sbin/init 进程启动

内核启动完成后，会调用 /sbin/init 程序，这是 SysVinit 系统的核心。

2.2 读取 /etc/inittab 文件

/sbin/init 进程会读取 /etc/inittab 文件，该文件定义了系统的运行级别和对应的初始化操作。运行级别是一组预定义的系统状态，例如单用户模式、多用户模式等。

2.3 执行 /etc/init.d 目录下的脚本

依据 /etc/inittab 文件指定的运行级别，init 进程会执行 /etc/init.d 目录下的脚本。这些脚本通常用于启动系统服务，如网络服务、日志服务等。/etc/init.d 目录本身存放的是各种服务的管理脚本，但这些脚本不会直接按顺序执行，而是通过 /etc/rc?.d 目录（? 代表运行级别，如 0 - 6）下的符号链接来间接执行，执行优先级与 /etc/rc?.d 目录下脚本文件名的命名规则相关

2.4 执行 /etc/rcS.d 目录下的脚本

/etc/rcS.d 目录下的脚本在系统启动早期执行，主要用于执行一些基本的初始化任务，比如挂载根文件系统、设置系统时钟、加载内核模块等。脚本文件名以 S 开头，后面跟着两位数字和脚本名，数字越小，执行优先级越高。

2.5 执行 /etc/rc?.d 目录下的脚本

这里的 ? 代表具体的运行级别，如 0 - 6。/etc/rc?.d 目录下的脚本根据当前系统的运行级别来执行。以 S 开头的脚本在系统进入该运行级别时启动服务，以 K 开头的脚本在系统离开该运行级别时停止服务。同样，后面的两位数字表示执行顺序，数字越小，执行优先级越高。

2.6 启动登录进程

最后，系统会启动登录进程，如 getty 或 mingetty，等待用户登录。

在系统启动时（除了紧急模式 -b），init 进程会执行 /etc/init.d/rcS 脚本。这个脚本一般用于执行系统启动初期的基本初始化任务，如挂载根文件系统、设置系统时钟、加载内核模块等

cat /proc/cmdline rootfstype=ext4 rootwait ro highres=1 nr_cpus=4 initcall_debug=0 loglevel=4 earlycon console=ttyS0,115200n8 fb.lockless_register_fb=1 psplash=false init=/sbin/init logbuf.timestamp=rtc no_console_suspend root=PARTUUID=9b29ea53-affd-402a-a72a-6cfe11eb5fa7 slot_suffix=_a secure_updatemonitor=1 chipversion=X9SP domain=AP2 boot_image_emmc=normal bpt.version=0x42505402 img_ver.ap2_persist=DB_O4O8PA img_ver.safety_safety_os=DB_O4O8PA img_ver.safety_vbmeta_safety=DB_O4O8PA img_ver.boot_config_ap=DB_O4O8PA img_ver.ap2_cluster_rootfs=DB_O4O8PA img_ver.dil_safety=DB_O4O8PA img_ver.ssystem=DB_O4O8PA img_ver.ap2_cluster_preloader=DB_O4O8PA img_ver.ap1_atf=DB_O4O8PA img_ver.ap2_cluster_kernel=DB_O4O8PA img_ver.system_config=DB_O4O8PA img_ver.ap1_bootloader=DB_O4O8PA img_ver.slimfs_prop=DB_O4O8PA img_ver.ap2_cluster_tos=DB_O4O8PA img_ver.slimfs=DB_O4O8PA img_ver.ddr_init_seq=DB_O4O8PA img_ver.mpc_slimfs=DB_O4O8PA img_ver.spl=DB_O4O8PA img_ver.vbmeta_top=DB_O4O8PA img_ver.ap2_cluster_bootloader=DB_O4O8PA img_ver.ap2_cluster_dtb=DB_O4O8PA img_ver.ap1_tos=DB_O4O8PA img_ver.ap2_vbmeta_ap2=DB_O4O8PA img_ver.ap2_ap_share=DB_O4O8PA img_ver.ap2_cluster_log=DB_O4O8PA img_ver.ap1_preloader=DB_O4O8PA img_ver.ap2_userdata=DB_O4O8PA img_ver.ddr_fw=DB_O4O8PA img_ver.ap2_mcu=DB_O4O8PA img_ver.mpc_vbmeta_mpc=DB_O4O8PA img_ver.mpc_vdm=DB_O4O8PA img_ver.ap2_cluster_atf=DB_O4O8PA img_ver.ap1_vbmeta=DB_O4O8PA root@x9sp_ap2:/usr/bin#

该文件中的每一行都代表一个初始化条目，格式通常为

<id>:<runlevels>:<action>:<process>。

root@x9_ap2:/etc# cat inittab

# /etc/inittab: init(8) configuration.

# $Id: inittab,v 1.91 2002/01/25 13:35:21 miquels Exp $

# The default runlevel. id:5:initdefault: # Boot-time system configuration/initialization script. # This is run first except when booting in emergency (-b) mode. si::sysinit:/etc/init.d/rcS # What to do in single-user mode. ~~:S:wait:/sbin/sulogin # /etc/init.d executes the S and K scripts upon change # of runlevel. # # Runlevel 0 is halt. # Runlevel 1 is single-user. # Runlevels 2-5 are multi-user. # Runlevel 6 is reboot. l0:0:wait:/etc/init.d/rc 0 l1:1:wait:/etc/init.d/rc 1 l2:2:wait:/etc/init.d/rc 2 l3:3:wait:/etc/init.d/rc 3 l4:4:wait:/etc/init.d/rc 4 l5:5:wait:/etc/init.d/rc 5 l6:6:wait:/etc/init.d/rc 6 # Normally not reached, but fallthrough in case of emergency. z6:6:respawn:/sbin/sulogin S0:12345:respawn:/bin/start_getty 115200 ttyS0 vt102 # /sbin/getty invocations for the runlevels. # # The "id" field MUST be the same as the last # characters of the device (after "tty"). # # Format: # <id>:<runlevels>:<action>:<process> # 1:12345:respawn:/sbin/getty 38400 tty1

启动脚本

2.1 文件位置

  Linux启动脚本，即rcS文件。rcS文件位于系统根目录下的“/etc/init.d”下，可以查看到该文件的文件属主和文件属组都是root，只有root的权限可以修改和执行。

2.2 rcS文件格式

  rcS文件本质是一个bash shell脚本，因此遵循bash脚本的语法规则。bash shell也是一门复杂的语言，深入研究可以独立出来研究，但我们知道基本的规则即可满足我们应用。

[1] 文件首行必须为“#! /bin/sh”。

[2] 注释一行用“#”。

[3] 基本的赋值语句，如打印字符串。

[4] 打印特殊符号需加“\”。

[5] 逻辑语句、循环语句等。

2.3 实现功能

  启动脚本可以做很多事情，只要我们需要初始化时配置或者执行的功能，几乎都满足，总结几点下来及常用的有如下几种。

[1] 启动某个进程程序，最常用的，如启动串口收发进程。

[2] 加载驱动模块（.ko文件）；如驱动编译成模块时，可以在这里增加加载（insmod/modprobe）驱动模块命令。

[3] 启动其他模块启动脚本，如网络服务。

[4] 配置功能，该项功能比较实用，实现期望系统起来后进行某些配置，如：配置环境变量、创建临时文件（夹）、挂在文件到指定文件夹、设置默认IP参数，以及配置系统主机名称等基础配置。

[5] 其他，如增加打印功能，方便在调试终端（串口）查看初始化过程，或者两者执行间进行延时（sleep）等。

https://www.cnblogs.com/acuity/p/12154122.html

https://www.cnblogs.com/aaronLinux/p/6860478.html

  1. Linux系统主要通过以下步骤启动

  1. 启动Boot Manager

  2. 加载系统内核，启动init进程， init进程是Linux的根进程，所有的系统进程都是它的子进程。

  3. init进程读取“/etc/inittab”文件中的信进入inittab中预设的运行级别，按顺序运行该运行级别对应文件夹(init*.d)下的脚本。脚本通常以“start”参数启动，并指向一个系统中的程序。通常情况下，“/etc/rcS.d/”目录下的启动脚本首先被执行，然后是“/etc/rcN.d/”目录。例如您设定的运行级别为3,那么它对应的启动目录为“/etc/rc3.d/”。

  4. 根据“/etc/rcS.d/”文件夹中对应的脚本启动Xwindow服务“xorg” Xwindow为Linux下的图形用户界面系统。

  5. 启动登录管理器，等待用户登录

1.1.系统服务

在运行级别对应的文件夹中，您可以看到许多文件名以“S##”和“K##”起始的启动脚本链接

init 进程将以“start”为参数，按文件名顺序执行所有以“S##”起始的脚本。脚本名称中的数字越小，它将被越早执行。例如在 “/etc/rc2.d/”文件夹中，“S13gdm”文件名中的数字小于“S23xinetd”,“S13gdm”将比“S23xinetd”先执行。如果一个脚本链接，以“K##”起始，表示它将以“stop”参数被执行。如果相应服务没有启动，则不执行该脚本。可以看到 rcS 脚本会依据文件名排序依次读取 /etc/init.d/ 目录下名字为 S??* 格式的脚本文件，并执行其中的 start 方法。同用的 rcK 脚本会依据文件名逆排序读取 /etc/init.d/ 目录下名字为 S??* 格式的脚本文件，并执行其中的 stop 方法。

1.2.手动控制服务

你可以手动运行带有以下参数的启动脚本，来控制系统服务。

start 启动

stop 停止

restart 重启

例如：

/etc/rc2.d/K20powernowd start

有 时您并不清楚当前运行级别，该运行级别下未必有相应脚本；而且此类脚本的前三位字符并不固定，不便于记忆。

这时，您可以直接使用 “/etc/init.d/”文件夹中的启动脚本（因为“/etc/rcX.d/”中的启动脚本都是链接到“/etc/init.d/”文件夹下相应脚本）

etc命令格式如下

"/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。Id表示从哪个console启动，对busybox无意义

<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 8种行为

<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

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action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

http://www.xdnf.cn/news/5860.html

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