Openwrt的系统启动、初始化过程
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这里使用的版本是: openwrt-15.05-x86-generic-combined-ext4.img.gz，运行在虚拟机中。
系统概况
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uname -a
Linux OpenWrt 3.18.20 #1 Fri Sep 4 20:23:40 CEST 2015 i686 GNU/Linux
磁盘sda分区有两个分区，openwrt中没有fdisk命令，可以用mount直接挂载:
mkdir -p /mnt/sda1 /mnt/sda2
mount /mnt/sda1 /dev/sda1
mount /mnt/sda2 /dev/sda2
/dev/sda1 启动分区
$ls -R sda1/
sda1/:
boot lost+found
sda1/boot:
grub vmlinuz
sda1/boot/grub:
grub.cfg
sda1/lost+found:
可以看到openwrt是使用grub引导启动的。
grub配置文件grub.cfg:
serial --unit=0 --speed=38400 --word=8 --parity=no --stop=1
terminal_input console serial; terminal_output console serial
set default="0"
set timeout="5"
set root='(hd0,msdos1)'
menuentry "OpenWrt" {
linux /boot/vmlinuz root=/dev/sda2 rootfstype=ext4 rootwait console=tty0 console=ttyS0,38400n8 noinitrd
}
menuentry "OpenWrt (failsafe)" {
linux /boot/vmlinuz failsafe=true root=/dev/sda2 rootfstype=ext4 rootwait console=tty0 console=ttyS0,38400n8 noinitrd
}
从grub.cfg中看到，根文件系统是/dev/sda2。
/dev/sda2 根文件系统
bin
dev
etc
lib
lost+found
mnt
overlay
proc
rom
root
sbin
sys
tmp
usr
var
www
系统进程
PID USER VSZ STAT COMMAND
1 root 876 S /sbin/procd //注意1号进程是procd!
2 root 0 SW [kthreadd]
3 root 0 SW [ksoftirqd/0]
5 root 0 SW< [kworker/0:0H]
6 root 0 SW [kworker/u2:0]
7 root 0 SW< [khelper]
8 root 0 SW [kworker/u2:1]
155 root 0 SW< [writeback]
157 root 0 SW< [bioset]
159 root 0 SW< [kblockd]
321 root 0 SW< [ata_sff]
328 root 0 SW [khubd]
339 root 0 SW [kworker/0:1]
446 root 0 SW [kswapd0]
508 root 0 SW [fsnotify_mark]
584 root 0 SW [scsi_eh_0]
587 root 0 SW [scsi_eh_1]
622 root 0 SW< [kpsmoused]
624 root 0 SW [kworker/0:2]
638 root 0 SW< [deferwq]
655 root 0 SW< [ext4-dio-unwrit]
831 root 668 S /sbin/ubusd
832 root 612 S /sbin/askfirst ttyS0 /bin/ash --login
833 root 1136 S /bin/ash --login
1096 root 844 S /sbin/logd -S 16
1126 root 980 S /sbin/netifd
1140 root 832 S /usr/sbin/odhcpd
1175 root 872 S /usr/sbin/dropbear -F -P /var/run/dropbear.1.pid -p 22 -K 300
1230 root 1132 S /usr/sbin/ntpd -n -p 0.openwrt.pool.ntp.org -p 1.openwrt.pool.ntp.org -p 2.openwrt.pool.ntp.org -p 3.openwrt.pool.ntp.org
1283 nobody 784 S /usr/sbin/dnsmasq -C /var/etc/dnsmasq.conf -k
1410 root 960 S /usr/sbin/uhttpd -f -h /www -r OpenWrt -x /cgi-bin -u /ubus -t 60 -T 30 -k 20 -A 1 -n 3 -N 100 -R -p 0.0.0.0:80
1429 root 1124 S less
1431 root 936 S /usr/sbin/dropbear -F -P /var/run/dropbear.1.pid -p 22 -K 300
1432 root 1136 S -ash
1439 root 1128 R ps
系统配置
OpenWRT的系统配置使用的是System V风格. 配置默认存放在/etc/config目录下.
dhcp dropbear firewall luci network rpcd system ucitrack uhttpd
通过/etc/init.d目录下的脚本启动服务:
$ls /etc/init.d/
boot done led odhcpd sysfixtime telnet umount
cron dropbear log rpcd sysntpd tor
dnsmasq firewall network sysctl system uhttpd
启动过程
openwrt的linux内核启动时会按照下面的顺序寻找初始化程序。
rdinit=
init=
/sbin/init
/etc/init
/bin/init
/bin/sh
openwrt中启动的第一个程序是/sbin/init，在/sbin/init中又启动了procd。procd成为1号进程。
系统启动
需要特别注意，Openwrt当前的初始化过程使用的不是初始化脚本, 而是在名为procd的Pacakage中实现了自己的init程序(/sbin/init)
Pacakage路径: openwrt_trunk/openwrt/package/system/procd/
源码地址: git://nbd.name/luci2/procd.git
在init程序中完成了一系列的初始化工作, init程序读取的文件依然按照System V风格进行组织, 所以虽然调度者不同,但初始化服务的设置方式依然是System V风格的
procd的具体工内容在后面分析.
系统脚本
和其他的Linux发行版一样, Openwrt中存在大量的脚本文件, 这些脚本文件将不同程序黏合起来。
Openwrt的脚本分散在一下几个位置:
/lib/config/uci.sh
/lib/functions/*.sh
/lib/functions.sh
/etc/
系统工具
Openwrt中存在一些自有的工具.
procd
procd在OpenWRT中占据核心位置，统一管理了整个系统, 生成的文件有init、procd等核心程序.
Pacakage路径: openwrt_trunk/openwrt/package/system/procd/
源码地址: git://nbd.name/luci2/procd.git
http://wiki.openwrt.org/doc/techref/procd
分析的版本:
Author: Felix Fietkau <[email protected]> 2014-03-20 23:05:47
Committer: Felix Fietkau <[email protected]> 2014-03-20 23:05:49
Parent: 7a9cbcd88b6cf3c0cbee6d4f76c2adaedc54058d (rcS: fix a format string bug)
生成的程序:
//查看源码中的CMakeLists.txt, procd包生成了一下几个程序:
//CMakeLists.txt是OpenWRT的工程文件，对Makefile的封装.
/sbin/procd
/sbin/init
/sbin/udevtrigger
/sbin/askfirst
procd源码文件:
procd.c
signal.c
watchdog.c
state.c
inittab.c
rcS.c
ubus.c
system.c
service/service.c
service/instance.c
service/validate.c
service/trigger.c
plug/coldplug.c
plug/hotplug.c
utils/utils.c
procd作用:
procd原理:
init源码文件:
initd/init.c
initd/early.c
initd/preinit.c
initd/mkdev.c
watchdog.c
init作用:
第一步: initd/early.c
挂载必需的文件系统,例如proc、sysfs等.
创建必需的设备文件,例如/dev/null
设置必需的环境变量,例如PATH
打开控制台 concole
第二步: init.c
读取/proc/cmdline, 根据init_debug=XX, 设置调试级别
第三步: watchdog.c
设置看门狗
第四步:
子进程1执行: /sbin/kmodloader /etc/modules-boot.d
子进程2执行: /sbin/procd -h /etc/hotplug-preinit.json
子进程3执行: /bin/sh /etc/preinit
uci – 配置文件管理
/sbin/uci用于读取、增加、修改配置文件中的内容
root@OpenWrt:/# uci
Usage: uci [<options>] <command> [<arguments>]
Commands:
batch
export [<config>]
import [<config>]
changes [<config>]
commit [<config>]
add <config> <section-type>
add_list <config>.<section>.<option>=<string>
del_list <config>.<section>.<option>=<string>
show [<config>[.<section>[.<option>]]]
get <config>.<section>[.<option>]
set <config>.<section>[.<option>]=<value>
delete <config>[.<section>[[.<option>][=<id>]]]
rename <config>.<section>[.<option>]=<name>
revert <config>[.<section>[.<option>]]
reorder <config>.<section>=<position>
Options:
-c <path> set the search path for config files (default: /etc/config)
-d <str> set the delimiter for list values in uci show
-f <file> use <file> as input instead of stdin
-m when importing, merge data into an existing package
-n name unnamed sections on export (default)
-N don't name unnamed sections
-p <path> add a search path for config change files
-P <path> add a search path for config change files and use as default
-q quiet mode (don't print error messages)
-s force strict mode (stop on parser errors, default)
-S disable strict mode
-X do not use extended syntax on 'show'
示例:
/lib/config/uci.sh封装了对uci的调用。
opkg
opkg是OpenWRT的软件包管理工具.软件包后缀是.ipk, 是使用gzip压缩的程序包.
//使用file命令得到的文件信息
luci_svn-r10180-1_x86.ipk: gzip compressed data, from Unix, last modified: Wed Apr 30 03:54:56 2014
将后缀名修改为ipk.tar.gz后, 可以使用tar -xvf解开:
mv luci_svn-r10180-1_x86.ipk luci_svn-r10180-1_x86.ipk.tar.gz
tar -xvf luci_svn-r10180-1_x86.ipk.tar.gz
ipk内部文件组织格式如下:
./debian-binary //版本信息
./data.tar.gz //二进制程序
./control.tar.gz //描述信息，以及依赖的其他程序
