Ubuntu系统启动过程详解
作者：杨硕,华清远见嵌入式学院讲师。
一． Ubuntu的启动流程
ubuntu的启动流程和我们熟知的RedHat的启动方式有所区别。
RedHat的启动过程如下图：
这是我们熟知的linux启动流程，但是ubuntu的启动流程和这个有些区别，我在ubuntu的/etc/目录下面找不到inittab这个文件，一开始很纳闷ubuntu是怎么启动的？一查资料发现ubuntu并没有采用init的方法，所以在/etc/目录下面找不到inittab，这主要是因为init采用串行的方式，引导很费时，RedHat9启动时串行执行大量脚本以及启动各种需要的服务，因此从ubuntu6.10开始逐步采用upSTart来代替init，进行服务进程的管理。为了对原有的init实现向后兼容，upstart可以说是在表象上保留了大部分原来init的特性，因此目前ubuntu初始化进程名仍然叫init，而改变的核心，则是Event机制。
Event机制就是将进程的触发、停止都看成是Event。Ubuntu的/etc/下有一个event.d，这个目录是upstart的核心。/etc/event.d/下面存放了目前upstart需要识别的各种event。这其中主要有三种：rc-default，rcX(X = 0,1,2,3,4,5,6,S)，ttyX(X = 0,1,2,3,4,5,6,S)。
其中rc-default就类似与inittab文件，用来设置默认运行级别的。cat rc-default，我们可以看到：
# rc - runlevel compatibility
#
# This task guesses what the "default runlevel" should be and starts the
# appropriate script.
start ON stopped rcS
script
runlevel --reboot || true
if grep -q -w -- "-s\|single\|S" /proc/cmdline; then
telinit S
elif [ -r /etc/inittab ]; then
RL="$(sed -n -e "/^id:[0-9]*:initdefault:/{s/^id://;s/:.*//;p}" /etc/inittab || true)"
if [ -n "$RL" ]; then
telinit $RL
else
telinit 2
fi
else
telinit 2
fi
end script
默认的运行级别是2。
rcX是发生相应运行级别事件时需要运行程序的脚本，我们再cat一下rc2：
# rc2 - runlevel 2 compatibility
#
# This task runs the old sysv-rc runlevel 2 ("multi-user") scripts. It
# is usually started by the telinit compatibility wrapper.
start on runlevel 2
stop on runlevel [!2]
console output
script
set $(runlevel --set 2 || true)
if [ "$1" != "unknown" ]; then
PREVLEVEL=$1
RUNLEVEL=$2
export PREVLEVEL RUNLEVEL
fi
exec /etc/init.d/rc 2
end script
不去考虑细节，只要注意到前两行和倒数第二行就可以了。可以看到，rc2文件是定义在发生运行级别2的时候所要执行的东西，核心就是这句：exec /etc/init.d/rc 2。这样，我们就可以自然地过渡到下一个重要的目录，/etc/init.d/了。
/etc/init.d/中存放的都是服务或者任务的执行脚本。可以这么说，只要你安装了一个程序(特别是服务程序daemon)，它可以在系统启动的时候运行，那么它必定会在/etc/init.d/中有一个脚本文件。回到上面的rc2，它执行了exec /etc/init.d/rc 2，也就是给/etc/init.d/rc传递了一个参数”2”，让它执行。Rc脚本里面有这样一段：
# Now run the START scripts for this runlevel.
# Run all scripts with the same level in parallel
.......
for s in /etc/rc$runlevel.d/S*
.......
这说明，当给rc脚本传递一个数字参数"X"的时候，它在经过一系列的设置后，将会开始执行/etc/rcX.d/下S开头的脚本。这就过渡到下一个目录/etc/rcX.d/了。
ls一下/etc/rcX.d/，发现里面全是一堆到/etc/init.d/中的脚本符号链接，不同的是它们的开头加上了S和一个数字。熟悉原本init的人应该知道，S表示在启动时运行，数字则表示执行的先后顺序。其中有一个链接叫做S30gdm，gdm的意思是gnome display management，也就是用来启动gnome桌面的。
综上所述，upstart管理的ubuntu启动过程如下图所示：
二． x-window启动过程解析
从控制台进入X一般用startx命令，故启动X应该从startx这个脚本开始分析。以下是startx脚本的一部分：
#!/bin/sh
userclientrc=$HOME/.xinitrc #用户的client定义文件
userserverrc=$HOME/.xserverrc #用户的server定义文件
sysclientrc=/usr/X11R6/lib/X11/xinit/xinitrc #系统的client
sysserverrc=/usr/X11R6/lib/X11/xinit/xserverrc #系统的server
defaultclient=/usr/X11R6/bin/xterm #默认的client程序
defaultserver=/usr/X11R6/bin/X #默认的server程序
defaultclientargs="" #下面定义了client和server的参数变量
defaultserverargs=""
clientargs=""
serverargs=""
……
可以看到，startx主要是置X client和X server所在的位置，并处理相关参数，最后交给xinit处理。可以看出startx 设置X client的位置是先搜寻$HOME/.xinitrc，然后是/etc/X11/xinit/xinitrc；设置X server的位置是先搜寻$HOME/.xserverrc，然后是/etc/X11/xinit/xserverrc。在ubuntu8.10的$HOME下面没有.xinitrc和.xerverrc，所以startx直接去/etc/下面找x-client和x-server，完成启动x的工作。
总结一下x-window的启动流程图：
“本文由华清远见http://www.embedu.org/index.htm提供”
X window的原理就不必多讲了。现在了解一下X window启动的过程，以及用到了哪些配置文件。上网看了下，总结如下：
（一）手工启动
手工启动就是要徒手分别启动X server和X client
启动X：后台运行/usr/bin/X11/X，即
user@Debian:~$/usr/bin/X11/X :1 &
启动Client：如
user@Debian:~$xeyes -display localhost:1&
或 user@Debian:~$gnome-session
（二）通过xinit启动（也就就是通过startx启动）
（1）startx按如下顺序搜索X server配置文件和X Client配置文件，并设置一些参数：
X server：$HOME/.xserverrc -------> /etc/X11/xinit/xserverrc
X client：$HOME/.xinitrc ------> /etc/X11/xinit/xinitrc
（2）startx用取得的参数调用xinit启动X server
（3）xinit通过startx传来的参数，启动Client程序，如term、xdm等，一般就是执行xinitrc的过程。
若用系统默认的配置文件的话，xinit就会依次顺序查找/usr/bin/x-session-manager ，x-window-manager，/usr/bin/x-terminal-emulator 这三个文件。如果存在则启动之，也即X client。如果三个都不存在则报错退出了。x-session-manager是一个符号连接，指向具体的session-manager，如gnome-session-manager。
如果用$HOME目录下的.xinitrc的话，以hiweed-debian- desktop_0.55_i386为例，里面有exec xfce4-session，用于启动桌面系统。
（三）通过Display Manager（即xdm、gdm、kdm等）启动
当Run Level为５时，会启动Display Manager，Display Manager只管启动session，而不管其他东西。
注意一点：xdm/gdm不读取$HOME/.xinitrc，改用了/etc/X11/xdm/Setup_0来设置的。
