openwrt啟動過程詳細分析

　　OpenWrt是一個開放的linux平臺，主要用于帶wifi的無線路由上。類似于Ubuntu、Red Hat、之類的linux發行版本，它也有一套自己的啟動流程。本文主要介紹了openwrt啟動過程及詳細分析。

　　1、概述

　　在linux的發展過程中，linux的啟動程序也在發展，從sysv init到現在的upstart、systemd，通常該程序是進程號為1的進程，該程序在linux系統有著舉足輕重的地方。在openwrt中，使用了另外一種啟動程序叫做procd，本文的重點并不在于介紹procd，本文主要介紹并解析procd、preinit及各種腳本如何完成整個系統的初始化。

　　2、軟件環境

　　Linux發行版：ubuntu14.04 LTS

　　Openwrt版本：barrier break 14.07 r42635 （linux kernel 3.10.49）

　　硬件：MPR-A2模塊（rt5350）

　　在查看linux內核代碼及根文件系統下的腳本之前，需要對openwrt進行配置，運行make menuconfig，在Target System中選擇Ralink RT288x/RT3xxx，Subtarget中選擇RT3x5x/RT5350based boards，Target Profile選擇HAME MPR-A2，然后make完成openwrt的編譯。打完patch的內核代碼在build_dir/target-mipsel_24kec+dsp_uClibc-0.9.33.2/linux-ramips_rt305x/目錄下，根文件系統目錄在build_dir/target-mipsel_24kec+dsp_uClibc-0.9.33.2/root-ramips/。

　　3、啟動分析

　　3.1 內核啟動點

　　Linux的啟動入口為start_kernel（）（init/main.c），該函數的最后會調用rest_init（）（init/main.c），該函數創建兩個內核線程init和kthreadd之后，進入死循環，即所謂的0號進程。init線程執行kenrel_init（）（init/main.c）函數，在kernel_init函數中，首先會檢查內核的啟動參數中是否有設置init參數，如果有，則會使用該參數指定的程序作為init程序，否則會按照如下代碼（打上patch后的）中所示的順序依次嘗試啟動，如果都無法啟動就會導致kernel panic。

　　if （！run_init_process（“/etc/preinit”） ||

　??！run_init_process（“/sbin/init”） ||

　??！run_init_process（“/etc/init”） ||

　??！run_init_process（“/bin/init”） ||

　??！run_init_process（“/bin/sh”））

　　return 0;

　　在目前的環境下，內核啟動參數未設置init參數，所以會以/etc/preinit程序作為init程序，preinit實際為shell腳本。

　　3.2 相關文件

　　3.2.1 腳本文件

　　/etc/preinit

　　/lib/functions.sh

　　/lib/functions/preinit.sh

　　/lib/functions/system.sh

　　/lib/preinit/下所有腳本

　　3.2.2 init程序

　　在proc程序包中，編譯完會生成兩個可執行程序：init和procd，均在目 錄/sbin下，這兩個程序均會使用到。

　　3.3 過程分析

　　這個初始化過程遵循如下主線：

　　下面我們一步一步分析這個過程。

　　在/etc/preinit腳本中，第一條命令如下：

　?。?-z “$PREINIT” ］ && exec /sbin/init

　　在從內核執行這個腳本時，PREINIT這個變量時沒有定義的，所以會直接執行/sbin/init。/sbin/init程序主要做了一些初始化工作，如環境變量設置、文件系統掛載、內核模塊加載等，之后會創建兩個進程，分別執行/etc/preinit和/sbin/procd，執行/etc/preinit之前會設置變量PREINIT，/sbin/procd會帶-h的參數，當procd退出后會調用exec執行/sbin/proc替換當前init進程（具體過程可參見procd程序包中的init和procd程序）。這就是系統啟動完成后，ps命令顯示的進程號為1的進程名最終為/sbin/procd的由來，中間是有幾次變化的。

　　繼續看/etc/preinit腳本，出來變量設置外，接下來是執行了三個shell腳本：

　　/lib/functions.sh

　　/lib/functions/preinit.sh

　　/lib/functions/system.sh

　　注意“?！焙汀?”之間是有空格的，這里的點相當與souce命令，但souce是bash特有的，并不在POSIX標準中，“?！?/p>

　　是通用的用法。使用“?！钡囊馑际窃诋斍皊hell環境下運行，并不會在子shell中運行。這幾個shell腳本主要定義了shell函數，

　　特別是preinit.sh中，定義了hook相關操作的函數。

　　之后會使用boot_hook_init定義五個hook結點如下：

　　boot_hook_init preinit_essential

　　boot_hook_init preinit_main

　　boot_hook_init failsafe

　　boot_hook_init initramfs

　　boot_hook_init preinit_mount_root

　　之后會向這些結點中添加hook函數。

　　在之后就是一個循環，依次在當前shell下執行/lib/preinit/目錄下的腳本，

　　for pi_source_file in /lib/preinit/*; do

　　$pi_source_file

　　done

　　/lib/preinit/目錄下的腳本具體類似的格式，定義要添加到hook結點的函數，然后通過boot_hook_add將該函數添加到對應的hook結點。

　　最后，/etc/preinit就會執行boot_run_hook函數執行對應hook結點上的函數。在當前環境下只執行了preinit_essential和

　　preinit_main結點上的函數，如下：

　　boot_run_hook preinit_essential

　　boot_run_hook preinit_main

　　到此，/etc/preinit執行完畢并退出。如果需要跟蹤調試這些腳本，可以 在/etc/preinit的最開始添加一條命令set -x，這樣就會打印出執行命令的過程， 當并不會真正執行。

　　至于系統服務程序的啟動及初始化將全由procd完成，procd的功能不僅在于此，它還集成更多其他功能，具體可參見procd的資料。