简单理解Busybox下halt/poweroff/reboot实现及区别

 关键词：halt/poweroff/reboot、reboot()、SIGUSR1/SIGTERM/SIGUSR2等。

1. busybox下的halt/poweroff/reboot实现

通过applets.h下的halt/poweroff/reboot可知，实现都在halt_main()中。

IF_HALT(APPLET(halt, BB_DIR_SBIN, BB_SUID_DROP))
IF_POWEROFF(APPLET_ODDNAME(poweroff, halt, BB_DIR_SBIN, BB_SUID_DROP, poweroff))
IF_REBOOT(  APPLET_ODDNAME(reboot,   halt, BB_DIR_SBIN, BB_SUID_DROP, reboot))

下面就看看halt_main()，-d表示延迟多久执行操作；-n表示在执行操作之前是否执行sync()；-f表示强制整个系统直接系统调用reboot重启操作，不定义的情况下通过init。

int halt_main(int argc UNUSED_PARAM, char **argv)
{
    static const int magic[] = {
        RB_HALT_SYSTEM,
        RB_POWER_OFF,
        RB_AUTOBOOT
    };
    static const smallint signals[] = { SIGUSR1, SIGUSR2, SIGTERM };------------SIGUSR1表示halt操作；SIGUSR2表示poweroff操作；SIGTERM表示reboot操作。

    int delay = 0;
    int which, flags, rc;

    /* Figure out which applet we're running */
    if (ENABLE_HALT && !ENABLE_POWEROFF && !ENABLE_REBOOT)
        which = 0;
    else
    if (!ENABLE_HALT && ENABLE_POWEROFF && !ENABLE_REBOOT)
        which = 1;
    else
    if (!ENABLE_HALT && !ENABLE_POWEROFF && ENABLE_REBOOT)
        which = 2;
    else
    for (which = 0; "hpr"[which] != applet_name[0]; which++)
        continue;---------------------------------------------------------------根据applet_name[]来确定which的值，小技巧实现了下面kill()和reboot参数which。

    /* Parse and handle arguments */
    /* We support -w even if !ENABLE_FEATURE_WTMP,
     * in order to not break scripts.
     * -i (shut down network interfaces) is ignored.
     */
    flags = getopt32(argv, "d:+nfwi", &delay);

    sleep(delay);------------------------------------------------延时多久执行操作。
...
if (!(flags & 2)) /* no -n */
        sync();--------------------------------------------------sync()同步操作。

    /* Perform action. */
    rc = 1;
    if (!(flags & 4)) { /* no -f */------------------------------重要区别是-f是否定义，对reboot命令影响较大。
...
        if (rc) {
            /* talk to init */
            if (!ENABLE_FEATURE_CALL_TELINIT) {
                /* bbox init assumed */
                rc = kill(1, signals[which]);--------------------对init进程发送信号，信号值是由which决定的。
            } else {
...
            }
        }
    } else {
        rc = reboot(magic[which]);------------------------------在定义-f的情况下，执行真正的内核reboot命令。具体的哪种reboot，也是通过which决定的。
    }

    if (rc)
        bb_perror_nomsg_and_die();
    return rc;
}

1.1 reboot -f和reboot的区别

在没有-f选项情况下，直接调用reboot系统调用；反之，则向init进程发送SIGUSR1/SIGTERM/SIGUSR2信号，经由init处理这几个信号来实现halt/poweroff/reboot。

check_delayed_sigs()接收SIGUSR[12]/SIGTERM信号，调用halt_reboot_pwoff()进行处理。

halt_reboot_pwoff()执行inittab中SHUTDOWN操作，kill所有非init进程之后，调用reboot系统调用。

static int check_delayed_sigs(void)
{
    int sigs_seen = 0;

    while (1) {
...
        if ((1 << sig) & (0
#ifdef SIGPWR
            + (1 << SIGPWR)
#endif
            + (1 << SIGUSR1)
            + (1 << SIGUSR2)
            + (1 << SIGTERM)
        )) {
            halt_reboot_pwoff(sig);
        }
    }
}

static void halt_reboot_pwoff(int sig)
{
    const char *m;
    unsigned rb;

    reset_sighandlers_and_unblock_sigs();

    run_shutdown_and_kill_processes();---------------执行inittab中的SHUTDOWN action。

    m = "halt";
    rb = RB_HALT_SYSTEM;-----------------------------默认是halt magic。
    if (sig == SIGTERM) {----------------------------对应reboot magic。
        m = "reboot";
        rb = RB_AUTOBOOT;
    } else if (sig == SIGUSR2) {---------------------对应poweroff magic。
        m = "poweroff";
        rb = RB_POWER_OFF;
    }
    message(L_CONSOLE, "Requesting system %s", m);
    pause_and_low_level_reboot(rb);
    /* not reached */
}

static void pause_and_low_level_reboot(unsigned magic)
{
    pid_t pid;

    sleep(1);

    pid = vfork();
    if (pid == 0) { /* child */
        reboot(magic);-------------------------------在子进程中执行reboot()系统调用。
        _exit(EXIT_SUCCESS);
    }
    while (1)
        sleep(1);------------------------------------init进程本身进入了while(1)。
}

2. reboot系统调用

halt/poweroff/reboot三个busybox命令，分别对应RB_HALT_SYSTEM(0xcdef0123)/RB_POWER_OFF(0x4321fedc)/RB_AUTOBOOT(0x01234567)。

这三个命令的区，详细可以参考kernel_halt()、kernel_power_off()、kernel_restart()。

/*
 * Reboot system call: for obvious reasons only root may call it,
 * and even root needs to set up some magic numbers in the registers
 * so that some mistake won't make this reboot the whole machine.
 * You can also set the meaning of the ctrl-alt-del-key here.
 *
 * reboot doesn't sync: do that yourself before calling this.
 */
SYSCALL_DEFINE4(reboot, int, magic1, int, magic2, unsigned int, cmd,
        void __user *, arg)
{
...
    if ((cmd == LINUX_REBOOT_CMD_POWER_OFF) && !pm_power_off)
        cmd = LINUX_REBOOT_CMD_HALT;

    mutex_lock(&reboot_mutex);
    switch (cmd) {
    case LINUX_REBOOT_CMD_RESTART:-----------------------对应busybox中的reboot命令。
        kernel_restart(NULL);
        break;
...
    case LINUX_REBOOT_CMD_HALT:--------------------------对应busybox中的halt命令。
        kernel_halt();
        do_exit(0);
        panic("cannot halt");

    case LINUX_REBOOT_CMD_POWER_OFF:---------------------对应busybox中的poweroff命令。
        kernel_power_off();
        do_exit(0);
        break;

    case LINUX_REBOOT_CMD_RESTART2:
        ret = strncpy_from_user(&buffer[0], arg, sizeof(buffer) - 1);
        if (ret < 0) {
            ret = -EFAULT;
            break;
        }
        buffer[sizeof(buffer) - 1] = '\0';

        kernel_restart(buffer);
        break;
...
    default:
        ret = -EINVAL;
        break;
    }
    mutex_unlock(&reboot_mutex);
    return ret;
}

3. 小结

halt/poweroff/reboot三个命令最终都通过内核reboot()系统调用实现，但是-f选项多了一些操作。

reboot相对于reboot -f区别是，可以通过init对halt/poweroff/reboot附加一些操作，比如做一些备份操作、同步操作。

不同reboot() magic区别是，调用不同kernel_restart()/kernel_halt()/kernel_power_off()。