通过并行化 Linux 系统服务来提高引导速度

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今天无意间看到一篇使系统服务并行运行加快系统启动速度的文章，于是
尝试了下，感觉办法很不错，同时让我对lfs的系统引导脚本有了更深的理解
总觉得系统启动太慢的兄弟们不妨研究研究尝试下。
原文在:
http://www-900.ibm.com/developerWorks/cn/linux/l-boot/index.shtml
03年11月的了，不知道有没有人已经在sir发过，刚才搜索下好象没找到。
因为要修改系统启动的脚本，很可能让系统启动不正常，所以最好有双linux系统，即使修改错误了，还可以从另一个系统引导修复。
如果很不幸，没有的话，可以先学下这招,紧急救护系统也有用 :p
紧急救护模式：
[PHP]
grub菜单中选择linux,按e,e,进入编辑模式，kernel......那一行最后加上
init=/bin/bash,这样引导系统可以得到一个bash shell
这样进入的系统会是read-only的,首先先使用fsck检查系统
fsck -a /dev/hdaX  处理根分区
fsck -R -A -a   处理其他分区
如果系统在上次重启，是正常重启的，文件系统是正常卸载的，可以不用fsck检查直接把系统挂载成read-write的
mount / -o remount,rw  
mount /proc  
swapon -a    打开所有的交换分区
在修复好系统后将系统重新挂载成ro的，就可以安全重启了。
mount / -o remount,ro
[/PHP]
下面简单的说一下linux系统的启动过程
如果你想更了解系统的启动，这有篇文章非常好。
http://www.faqs.org/docs/Linux-H ... h-Prompt-HOWTO.html
当grub加载内核后，/sbin/init首先从/etc/inittab取得运行级别
id:3:initdefault: 这里启动级别是3--文本模式
si::sysinit:/etc/rc.d/init.d/rc sysinit
这一行代表在任何运行级别都去执行/etc/rc.d/init.d/rc
sysinit 是传入的参数,并且这是init执行的第一个脚本，做系统的最基本的初始化，比如挂载proc系统拉，检查根分区拉，开启swap拉。等等
但是在不同的发行版可能不同,比如在Mandrakelinux中是：si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit
init执行的则是/etc/rc.d/rc.sysinit
经过了系统的初始化后，init开始读取run-level中的脚本，这些脚本位于
/etc/rc.d/rcX.d目录下。X是当前的运行级别.这里是系统启动的服务，比如network,alsa,httpd....等
l3:3:wait:/etc/rc.d/rc 3
:3:表示这是在运行级别3中执行的脚本，wait表示init会等待这些脚本都执行
完再继续运行，不知道如果改为once会怎么样，还没有实验.... :ask
另外有的发行版会在执行rcX.d之后去执行/etc/rc.d/rc.local
最后就看到可爱的login拉
在/etc/rc.d/rcX.d中的脚本都是以SXX+服务名或者KXX+服务名组成的，并且都是到/etc/rc.d/init.d中相应脚本的符号链接,有的发行版是/etc/init.d
其中XX是0-9的数字，数字越小，则启动的时间越早。
以S开头的表示系统启动时传递start参数的服务，就是开启拉。K开头的就是
传递stop参数拉。kill bill...
/etc/rc.d/rc3.d:
S10sysklogd@   S20network@  S25random@ S30httpd S40alsa@  S85numlock@
可以看出，我的系统进入rc3.d时首先启动的服务是sysklogd,最后是numlock
很明显，httpd服务必须要在network之后运行，不然没有网络哪来的web服务？想知道系统是怎么识别这些数字作为顺序的吧，俺也是今天才知道的。。
原来是用ls -v 列出它们，挨个放血
逐一的去执行它们，这样就会使系统启动的速度很慢，服务越多越明显
现在希望做的就是，让那些相互之间没有依赖关系的服务可以同时开启，而不是逐一的执行，这样系统启动的速度就会加快很多了。
而相互有依赖关系的服务，告诉make这些服务的依赖关系，然后让make去解决
再使用make -j 参数使服务可以并行启动。
在makefile中写入服务之间的相依赖关系
httpd      :      network
表示httpd依赖network，这样在network启动完毕，则可以启动httpd
而其他不相依赖的服务可以同时进行，这样系统启动的速度就快多拉 :2cool
原理就是这样，下面是我的实际做法：
首先是make 的配置文件：
/etc/rc.d/runlevel.mk

1. 
   
2. ########################################################################
   
3. # Description : Gnu Makefile to control the services in the specified
   
4. #               runlevel. It will run the required services, and log
   
5. #               the output of the services to the file
   
6. #               /var/log/initd.start (for service startup) and
   
7. #               /var/log/initd.stop (for service shutdown).
   
8. #
   
9. #               This controlling program is designed to be invoked by
   
10. #               the "/etc/rc.d/rc" script.
    
11. #
    
12. # Author      : [email]jameshunt@uk.ibm.com[/email]
    
13. #
    
14. # Notes       :
    
15. #
    
16. # - Run as,
    
17. #
    
18. #    make [-n] -j -f runlevel.mk \
    
19. #        RUNLEVEL={0|1|2|3|4|5|6} \
    
20. #        JOB={start|stop|restart|status}
    
21. #
    
22. # - $(JOB) is not validated - that is left to the service program.
    
23. # - $(RUNLEVEL) is not validated - that is left to the calling program
    
24. #   (usually /etc/rc.d/rc).
    
25. # - It wouldn't take too much effort to auto-generate this Makefile.
    
26. #
    
27. ########################################################################
    
28. 
    
29. # passed as a parameter
    
30. RUNLEVEL =
    
31. 
    
32. # passed as a parameter (start, stop, status, etc)
    
33. JOB =
    
34. 
    
35. # set to a value to enable debug output
    
36. DEBUG =
    
37. 
    
38. ########################################################################
    
39. # START CONFIGURATION
    
40. 
    
41. # system commands used by this facility
    
42. CAT               = /bin/cat
    
43. RM                = /bin/rm
    
44. ECHO              = /bin/echo
    
45. DATE              = /bin/date
    
46. 
    
47. # Directory containing scripts/programs to run.
    
48. INITD_DIR        := /etc/rc.d/init.d #这里要修改成自己系统的所有服
    
49. #务脚本存放目录，有些发行版是/etc/init.d 这个目录必须正确
    
50. 
    
51. # Directory into which a lock file is created when a service starts.
    
52. # (Note that the lock file is created by the service).
    
53. SUBSYS_FILE_DIR  := /var/lock/subsys #这个目录自己创建
    
54. 
    
55. # Used to create temporary files, before collating them all into
    
56. # $(FINAL_OUTPUT_FILE).
    
57. TMP_DIR          := /tmp
    
58. 
    
59. TMPFILE_PREFIX   := .runlevel
    
60. TMP_FILE          = $(TMP_DIR)/$(TMPFILE_PREFIX).$(JOB).$@
    
61. 
    
62. # File that contains all output of programs/scripts run.
    
63. FINAL_OUTPUT_FILE = /var/log/initd.$(JOB)
    
64. 
    
65. # List of *all* services.
    
66. #
    
67. # (Important Note: if you don't include a service in this list,
    
68. # it won't get run!)
    
69. #这里写上所有的需要启动的服务,这些服务的名字必须要与/etc/rc.d/init.d
    
70. #中的名字一致的。
    
71. ALL               = \
    
72.                     sysklogd          \
    
73.                     network       \
    
74.                     httpd         \
    
75.                     random        \
    
76.                     alsa          \
    
77.                     numlock       \
    
78. 
    
79. # END CONFIGURATION
    
80. ########################################################################
    
81. 
    
82. # Check command-line parameters
    
83. ifndef RUNLEVEL
    
84. $(error must specify RUNLEVEL, so I know what to run)
    
85. endif
    
86. 
    
87. ifndef JOB
    
88. $(error must specify JOB, so I know what to do)
    
89. endif
    
90. 
    
91. default: $(ALL) create_final_output_file
    
92. ifneq ($(DEBUG),)
    
93.         @$(ECHO) "RUNLEVEL=$(RUNLEVEL)"
    
94.         @$(ECHO) "JOB=$(JOB)"
    
95.         @$(ECHO) "FINAL_OUTPUT_FILE=$(FINAL_OUTPUT_FILE)"
    
96.         @$(ECHO) "TMP_FILE=$(TMP_FILE)"
    
97.         @$(ECHO) "ALL=|$(ALL)|"
    
98.         #@$(ECHO)
    
99.         #@$(ECHO) "ALL (less local)=|$(filter-out local,$(ALL))|"
    
100.         #@$(ECHO)
     
101.         #@$(ECHO) "ALL (less kudzu)=|$(filter-out kudzu,$(ALL))|"
     
102.         #@$(ECHO)
     
103. endif
     
104. 
     
105. ##############################################################
     
106. # Generic rule to control a service.
     
107. #
     
108. # Note that we capture all output to a file.
     
109. 
     
110. $(ALL)                        : $(SUBSYS_FILE_DIR)/$@
     
111.                                                         @$(ECHO) "Begin "$(JOB) $@" at `$(DATE)`"  >  $(TMP_FILE)
     
112.                                                         @$(INITD_DIR)/$@ $(JOB)                      >> $(TMP_FILE) 2>&1
     
113.                                                         @$(ECHO) "End "$(JOB) $@" at `$(DATE)`"    >> $(TMP_FILE)
     
114. 
     
115. ##############################################################
     
116. # List of services that have dependencies.
     
117. #
     
118. # (Note: It is not necessary to list services that have no
     
119. # dependencies).
     
120. 
     
121. # Include the relevant dependencies. If you intend to use this facility,
     
122. # you must provide 2 makefiles / runlevel, one for starting the services
     
123. # in the runlevel, and one for stopping the services in the runlevel.
     
124. #
     
125. # WARNING: If make attempts to include a file that does not exist, it will
     
126. # exit. This could cause your system to boot in an unfamiliar way.
     
127. include /etc/rc.d/start3.mk #这里是服务依赖关系的记录文件
     
128. #
     
129. # Lastly, merge all the service output files into a single file.
     
130. # Note that the order of the service output in the merged file is not
     
131. # chronological.
     
132. create_final_output_file        :
     
133.                                                                                                                 $(CAT) $(TMP_DIR)/$(TMPFILE_PREFIX).$(JOB).* \
     
134.                                                                                                                                 > $(FINAL_OUTPUT_FILE)
     
135.                                                                                                                 $(RM) -f $(TMP_DIR)/$(TMPFILE_PREFIX).$(JOB).*
     
136. 
     
137. # EOF
     

复制代码

/etc/rc.d/start3.mk #由上面的runlevel.mk决定位置名称
httpd                                                                                :        network
其中的空格必须是用TAB键打出来的
最后修改/etc/rc.d/init.d/rc使其不再运行/etc/rc.d/rcX.d中的脚本，而去执行
/etc/rc.d/runlevel.mk,实现服务的并行启动

/etc/rc.d/init.d/rc :

1. 
   
2. #!/bin/sh
   
3. # Begin $rc_base/init.d/rc - Main Run Level Control Script
   
4. 
   
5. # Based on rc script from LFS-3.1 and earlier.
   
6. # Rewritten by Gerard Beekmans  - [email]gerard@linuxfromscratch.org[/email]
   
7. 
   
8. . /etc/sysconfig/rc
   
9. . $rc_functions
   
10. 
    
11. # This sets a few default terminal options.
    
12. stty sane
    
13. 
    
14. # These 3 signals will not cause our script to exit
    
15. trap "" INT QUIT TSTP
    
16. 
    
17. [ "$1" != "" ] && runlevel=$1
    
18. 
    
19. if [ "$runlevel" = "" ]
    
20. then
    
21.         echo "Usage: $0 <runlevel>" >&2
    
22.         exit 1
    
23. fi
    
24. 
    
25. previous=$PREVLEVEL
    
26. [ "$previous" = "" ] && previous=N
    
27. 
    
28. if [ ! -d $rc_base/rc$runlevel.d ]
    
29. then
    
30.         echo "$rc_base/rc$runlevel.d does not exist"
    
31.         exit 1
    
32. fi
    
33. 
    
34. # Attempt to stop all service started by previous runlevel,
    
35. # and killed in this runlevel
    
36. if [ "$previous" != "N" ]
    
37. then
    
38.         for i in $(ls -v $rc_base/rc$runlevel.d/K* 2> /dev/null)
    
39.         do
    
40. 
    
41.                 check_script_status
    
42. 
    
43.                 suffix=${i#$rc_base/rc$runlevel.d/K[0-9][0-9]}
    
44.                 prev_start=$rc_base/rc$previous.d/S[0-9][0-9]$suffix
    
45.                 sysinit_start=$rc_base/rcsysinit.d/S[0-9][0-9]$suffix
    
46. 
    
47.                 if [ "$runlevel" != "0" ] && [ "$runlevel" != "6" ]
    
48.                 then
    
49.                         if [ ! -f $prev_start ] && [ ! -f $sysinit_start ]
    
50.                         then
    
51.                                 echo -n -e $WARNING
    
52.                                 echo "$i can't be executed because it was"
    
53.                                 echo "not started in the previous runlevel ($previous)"
    
54.                                 echo -n -e $NORMAL
    
55.                                 continue
    
56.                         fi
    
57.                 fi
    
58.                 $i stop
    
59.                 error_value=$?
    
60. 
    
61.                 if [ "$error_value" != "0" ]
    
62.                 then
    
63.                         print_error_msg
    
64.                 fi
    
65.         done
    
66. fi
    
67. ################# 由于我都是从文本模式登陆，所以加上判断句，如果
    
68. ##runlevel为3的话，就去执行runlevel.mk,而不逐一执行这些脚本
    
69. if [ "$runlevel" = 3 ]
    
70. then
    
71.                   
    
72.      make -j -f /etc/rc.d/runlevel.mk RUNLEVEL=3 JOB=start
    
73.      # -j 表示以并行的方式去启动在runlevel.mk中定义的服务     
    
74.      # -f 指定MakeFile为runlevel.mk，否则make只会去尝试去运行
    
75.      #当前目录下的MakeFile.RUNLEVEL=3在这里没有任何意义，因为
    
76.      #我没有使用$runlevel可以在任何run-level下并行服务
    
77.      #
    
78.      #JOB=start表示去start /etc/rc.d/rc3.d中的服务
    
79. 
    
80. else
    
81. 
    
82. #如果启动级别不是3的话，仍然按照正常去引导系统.
    
83. #这样就不用写stop的脚本，我只想让系统启动的更快些 :p
    
84. #因为lfs的启动脚本比较怪，它不象其他的发行版使用/etc/rc.d/rc.sysinit
    
85. #作为系统的初始化，而是把那些过程分开成几个脚本运行
    
86. #si::sysinit:/etc/rc.d/init.d/rc sysinit 传入的sysinit参数去执行
    
87. #/etc/rc.d/rcsysinit.d目录下的脚本，这样我就不能轻易的使用$runlevel
    
88. #去使在任何运行级别都可以并行服务了，它会传进来个sysinit @_@
    
89. #
    
90. for i in $( ls -v $rc_base/rc$runlevel.d/S* 2> /dev/null)
    
91. 
    
92. do
    
93. 
    
94.         if [ "$previous" != "N" ]
    
95.         then
    
96.                 suffix=${i#$rc_base/rc$runlevel.d/S[0-9][0-9]}
    
97.                 stop=$rc_base/rc$runlevel.d/K[0-9][0-9]$suffix
    
98.                 prev_start=$rc_base/rc$previous.d/S[0-9][0-9]$suffix
    
99. 
    
100.                 [ -f $prev_start ] && [ ! -f $stop ] && continue
     
101.         fi
     
102. 
     
103.         check_script_status
     
104. 
     
105.         case $runlevel in
     
106.                 0|6) $i stop        ;;
     
107.                 *)   $i start        ;;
     
108.         esac
     
109.         error_value=$?
     
110. 
     
111.         if [ "$error_value" != "0" ]
     
112.         then
     
113.                 print_error_msg
     
114.         fi
     
115. done
     
116. fi
     
117. # End $rc_base/init.d/rc
     

复制代码

另外要修改rc脚本时，要注意语法。修改后用sh -n rc 测试有没有语法错误
并且这个rc位置也是由/etc/inittab决定的
如果MDK中rc就是在/etc/rc.d下。
l3:3:wait:/etc/rc.d/rc 3
另外哪位大侠知道这个变量是在哪里定义的阿？找了半天也没找到。
previous=$PREVLEVEL

一点小笔记，希望对你有帮助

6692975

previous=$PREVLEVEL没人知道这个变量是怎么来的吗？我看了MDK的配置文件，也有这么一个,不知道哪里得到的呢？
大侠帮帮忙阿。。。。。不要让我又多一悬帖吧。。。。。。:thank

zing

中间有些语言表达不达意，知道楼主是高手，但是编程习惯就是这样？注释前也这里少个＃那里少个＃的？

准备尝试一下，还在看... ...
另：你就加了一个 httpd : network的依赖，就能实现只需5秒就到登陆界面了？

fundawang

如果我没记错的话，FC和Mandrakelinux正在做这方面的研究。还有人画出了启动进程的对比图。

6692975

不好意思，第一次写，没什么经验，写的不好，我没什么编程经验，以后会注意的。
你可以看到，我启动的服务比较少，没有什么费时的，并且感觉lfs要比其他的发行版
快一些。
上面有原文的链接，写的比较好。
稍微有点困难的就是找出服务的相依赖，由启动顺序可以得到一些信息。
btw 我不是高手，菜鸟一个。

zing

原文看了呀，但不知道如何操作，看了你的，有点眉目，知道了一些如何操作的。
但现在还是不敢尝试。 ：）

在我看了楼主一系列的回帖及主题帖后，反正认为你比我厉害好多，就是俺心目中的高手了！ ：）

7dehao

previous=$PREVLEVEL
这个定义好象是在debian里看到过。

Fleta

呵呵，gentoo的rc已经有了并行化系统服务的选项，用不着自己去研究引导脚本。

xiaoshao_0_0

我上次弄这个东西,弄到启动不了了,
改启动的服务没有起来,不敢弄了.
危险,早先,没看到楼主的恢复方法,只好重新安装,郁闷了.

6692975

这个恢复办法很好的。
这样根本就不存在读取系统任何一个脚本，根本不做系统的初始化。
不象单用户模式还需要做系统的基本初始化才能使用。