Читаем Внутреннее устройство Linux полностью

Для большинства систем эта картина не является полной. Загрузчику системы может также понадобиться загрузить начальный образ файловой системы оперативной памяти до загрузки и исполнения ядра. Именно это определяет конфигурационный параметр initrd в разделе 6.8. Прежде чем вы узнаете о начальной файловой системе оперативной памяти, вам необходимо изучить запуск пространства пользователя. Именно с этого начинается следующая глава.

6. Как запускается пространство пользователя

Момент, когда ядро запускает первый процесс из пространства пользователя, init, важен не только потому, что именно сейчас оперативная память и центральный процессор окончательно готовы к нормальной работе, но и потому, что здесь вы можете увидеть, каким образом остальная часть системы выстраивается как целое. До этого момента ядро исполняет хорошо контролируемую последовательность действий, которая определена сравнительно малым количеством разработчиков ПО. Пространство пользователя в гораздо большей степени обладает модульной структурой. Здесь намного проще увидеть, что происходит в пространстве пользователя при его запуске и работе. Смелым пользователям также довольно просто изменить настройки запуска пространства пользователя, поскольку для этого не требуются навыки программирования на низком уровне.

В общих чертах, пространство пользователя запускается следующим образом.

1. Команда init.

2. Важнейшие низкоуровневые службы, такие как udevd и syslogd.

3. Сетевая конфигурация.

4. Службы среднего и высокого уровня (крон, печать и т. д.).

5. Приглашение ко входу в систему, пользовательский интерфейс и другие приложения высокого уровня.

6.1. Знакомство с командой init

Команда init — это команда из пространства пользователя, подобная любой другой команде системы Linux. Ее можно найти в каталоге /sbin вместе с другими системными исполняемыми файлами. Основное назначение этой команды — запуск и останов важнейших служебных процессов системы, хотя новые версии обладают дополнительными возможностями.

В дистрибутивах Linux существует три основные реализации команды init.

• System V init. Обычная последовательная команда init (Sys V, обычно произносится sys-five). Версия Red Hat Enterprise Linux и некоторые другие используют этот вариант.

 systemd. Набирающий силу стандарт команды init. Во многих дистрибутивах осуществлен переход на команду systemd, а в тех, где это еще не сделано, такой переход планируется.

 Upstart. Команда init для версий Ubuntu. Тем не менее к моменту написания книги в Ubuntu также запланирован переход на команду systemd.

Существуют также различные другие версии команды init, в особенности на встроенных платформах. Например, платформа Android обладает собственной командой init. В BSD также есть собственная версия команды init, но вряд ли вы встретите ее на современном компьютере с Linux. В некоторых дистрибутивах конфигурация команды System V init изменена, чтобы напоминать стиль BSD.

Различные реализации команды init существуют потому, что команда System V init и более ранние версии основаны на последовательности, в которой в один момент времени выполняется только одна задача запуска. Такая схема довольно легко позволяет разбираться с зависимыми процессами, однако производительность при этом не впечатляюще хороша, поскольку две части последовательности загрузки обычно не могут работать одновременно. Еще одним ограничением является возможность запуска лишь небольшого набора служб, определенных в последовательности загрузки: когда вы подключаете новое аппаратное средство или вам необходима еще не запущенная служба, не существует стандартизованного способа координации новых компонентов с командой init. Команды systemd и Upstart пытаются улучшить производительность, позволяя параллельный запуск нескольких служб, тем самым ускоряя процесс загрузки. Однако реализованы они совершенно по-разному.

• Команда systemd является ориентированной на цель. Вы определяете цель, которую необходимо достичь, а также зависящие от нее процессы и момент, когда цель должна быть достигнута. Команда systemd удовлетворяет все зависящие процессы и выполняет цель. Эта команда может также отложить запуск какой-либо службы, если она не является абсолютно необходимой.

• Команда Upstart выполняет ответную реакцию. Она реагирует на события и, основываясь на них, запускает задачи, которые, в свою очередь, порождают новые события, побуждающие команду Upstart запускать дополнительные задачи, и т. д.