并行启动服务加快系统启动速度

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
现在系统从加载内核到login只要5秒，飞一样的感觉 ^_^

Ok ! Let`s Go !

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

紧急救援模式：

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
swap on -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

简单的说一下linux系统的启动过程。

当grub加载内核后，内核执行/sbin/init,init程序读取/etc/inittab内容，开始系统的初始化。

init读取initdefault字段，取得系统运行级别

id:3:initdefault: 这里启动级别是3,通常是多用户字符登陆模式

init读取sysinit字段，开始系统基本的初始化

si::sysinit:/etc/rc.d/init.d/rc sysinit

这一行表示init会去执行/etc/rc.d/init.d/rc这个文件，sysinit是传入的参数,这里要做的是：
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
这样初始化的脚本就成了/etc/rc.d/rc.sysinit

init读取wait字段，开始系统服务初始化

l3:3:wait:/etc/rc.d/init.d/rc 3

经过基本初始化后，init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
/etc/rc.d/init.d/rc接收一个运行级别作为参数，然后逐一的开启/关闭/etc/rc.d/rcX.d目录下的脚本。
wait表示init会等待它结束再去执行其他程序。

有些发行版在执行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，只是位置不同而已。
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。
/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？
在lfs中是通过ls -v 列出它们，然后逐一的执行它们，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大大的提高了。
make 就是实现这个功能的工具。
相互有依赖关系的服务，让make去解决它们的依赖性。
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
这样就表示httpd依赖network，当network启动完毕，就可以立刻启动httpd
而其他不相依赖的服务列在makefile中，同时开启。
原理就是这样，下面是我的实际做法：

首先是写make的配置文件，该文件的样例在本文的结尾可以找到.
/etc/rc.d/runlevel.mk

########################################################################
# Description : Gnu Makefile to control the services in the specified
# runlevel. It will run the required services, and log
# the output of the services to the file
# /var/log/initd.start (for service startup) and
# /var/log/initd.stop (for service shutdown).
#
# This controlling program is designed to be invoked by
# the "/etc/rc.d/rc" script.
#
# Author : jameshunt@uk.ibm.com
#
# Notes :
#
# - Run as,
#
# make [-n] -j -f runlevel.mk \
# RUNLEVEL= \
# JOB=
#
# - $(JOB) is not validated - that is left to the service program.
# - $(RUNLEVEL) is not validated - that is left to the calling program
# (usually /etc/rc.d/rc).
# - It wouldn't take too much effort to auto-generate this Makefile.
#
########################################################################

# passed as a parameter
RUNLEVEL =

# passed as a parameter (start, stop, status, etc)
JOB =

# set to a value to enable debug output
DEBUG =

########################################################################
# START CONFIGURATION

# system commands used by this facility
CAT = /bin/cat
RM = /bin/rm
ECHO = /bin/echo
DATE = /bin/date

# Directory containing scripts/programs to run.
INITD_DIR := /etc/rc.d/init.d #这里要修改成自己系统的所有服务脚本存放目录
#有些发行版是/etc/init.d 这个目录必须正确

# Directory into which a lock file is created when a service starts.
# (Note that the lock file is created by the service).
SUBSYS_FILE_DIR := /var/lock/subsys #这个目录必须存在，如果没有自己建立

# Used to create temporary files, before collating them all into
# $(FINAL_OUTPUT_FILE).
TMP_DIR := /tmp

TMPFILE_PREFIX := .runlevel
TMP_FILE = $(TMP_DIR)/$(TMPFILE_PREFIX).$(JOB).$@

# File that contains all output of programs/scripts run.
FINAL_OUTPUT_FILE = /var/log/initd.$(JOB)

# List of *all* services.
#
# (Important Note: if you don't include a service in this list,
# it won't get run!)
#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
#中的名字一致的。这样make 就会去并行的开启它们拉。
ALL = \
sysklogd \
network \
httpd \
random \
alsa \
numlock \

# END CONFIGURATION
########################################################################

# Check command-line parameters
ifndef RUNLEVEL
$(error must specify RUNLEVEL, so I know what to run)
endif

ifndef JOB
$(error must specify JOB, so I know what to do)
endif

default: $(ALL) create_final_output_file
ifneq ($(DEBUG),)
@$(ECHO) "RUNLEVEL=$(RUNLEVEL)"
@$(ECHO) "JOB=$(JOB)"
@$(ECHO) "FINAL_OUTPUT_FILE=$(FINAL_OUTPUT_FILE)"
@$(ECHO) "TMP_FILE=$(TMP_FILE)"
@$(ECHO) "ALL=|$(ALL)|"
#@$(ECHO)
#@$(ECHO) "ALL (less local)=|$(filter-out local,$(ALL))|"
#@$(ECHO)
#@$(ECHO) "ALL (less kudzu)=|$(filter-out kudzu,$(ALL))|"
#@$(ECHO)
endif

##############################################################
# Generic rule to control a service.
#
# Note that we capture all output to a file.

$(ALL) : $(SUBSYS_FILE_DIR)/$@
@$(ECHO) "Begin \"$(JOB) $@\" at `$(DATE)`" > $(TMP_FILE)
@$(INITD_DIR)/$@ $(JOB) >> $(TMP_FILE) 2>&1
@$(ECHO) "End \"$(JOB) $@\" at `$(DATE)`" >> $(TMP_FILE)

##############################################################
# List of services that have dependencies.
#
# (Note: It is not necessary to list services that have no
# dependencies).

# Include the relevant dependencies. If you intend to use this facility,
# you must provide 2 makefiles / runlevel, one for starting the services
# in the runlevel, and one for stopping the services in the runlevel.
#
# WARNING: If make attempts to include a file that does not exist, it will
# exit. This could cause your system to boot in an unfamiliar way.
include /etc/rc.d/start3.mk #这里是服务有依赖关系的记录文件位置.
#
# Lastly, merge all the service output files into a single file.
# Note that the order of the service output in the merged file is not
# chronological.
create_final_output_file :
$(CAT) $(TMP_DIR)/$(TMPFILE_PREFIX).$(JOB).* \
> $(FINAL_OUTPUT_FILE)
$(RM) -f $(TMP_DIR)/$(TMPFILE_PREFIX).$(JOB).*

# EOF

注意的地方：

/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

makefile写好了，现在修改rc脚本，让它当传递进来参数为3时
不去逐一的执行/etc/rc.d/rc3.d中的各个脚本，而去通过make
执行刚刚写好的runlevel.mk,实现并行启动服务。
很简单，一行判断语句 ^_^

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

#!/bin/sh
# Begin $rc_base/init.d/rc - Main Run Level Control Script

# Based on rc script from LFS-3.1 and earlier.
# Rewritten by Gerard Beekmans - gerard@linuxfromscratch.org

. /etc/sysconfig/rc
. $rc_functions

# This sets a few default terminal options.
stty sane

# These 3 signals will not cause our script to exit
trap "" INT QUIT TSTP

[ "" != "" ] && runlevel=

if [ "$runlevel" = "" ]
then
echo "Usage: <runlevel>" >&2
exit 1
fi

previous=$PREVLEVEL
[ "$previous" = "" ] && previous=N

if [ ! -d $rc_base/rc$runlevel.d ]
then
echo "$rc_base/rc$runlevel.d does not exist"
exit 1
fi

# Attempt to stop all service started by previous runlevel,
# and killed in this runlevel
if [ "$previous" != "N" ]
then
for i in $(ls -v $rc_base/rc$runlevel.d/K* 2> /dev/null)
do

check_script_status

suffix=$
prev_start=$rc_base/rc$previous.d/S[0-9][0-9]$suffix
sysinit_start=$rc_base/rcsysinit.d/S[0-9][0-9]$suffix

if [ "$runlevel" != "0" ] && [ "$runlevel" != "6" ]
then
if [ ! -f $prev_start ] && [ ! -f $sysinit_start ]
then
echo -n -e $WARNING
echo "$i can't be executed because it was"
echo "not started in the previous runlevel ($previous)"
echo -n -e $NORMAL
continue
fi
fi
$i stop
error_value=$?

if [ "$error_value" != "0" ]
then
print_error_msg
fi
done
fi
################# 由于我都是从文本模式登陆，所以加上判断句，如果
##runlevel为3的话，就去执行runlevel.mk,而不逐一执行这些脚本
if [ "$runlevel" = 3 ]
then

make -j -f /etc/rc.d/runlevel.mk RUNLEVEL=3 JOB=start
# -j 表示以并行的方式去启动在runlevel.mk中定义的服务
# -f 指定MakeFile为runlevel.mk，否则make只尝试运行
#当前目录下的MakeFile.RUNLEVEL=3在这里没有任何意义，因为
#我没有使用$runlevel可以在任何run-level下并行服务
#
#JOB=start表示去start /etc/rc.d/rc3.d中的服务

else

#如果启动级别不是3的话，仍然按照正常去引导系统.
#这样就不用写stop的脚本，我只想让系统启动的更快些
#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
#作为系统的初始化，而是把那些过程分开成几个脚本运行
#si::sysinit:/etc/rc.d/init.d/rc sysinit 传入的sysinit参数去执行
#/etc/rc.d/rcsysinit.d目录下的脚本，这样我就不能轻易的使用$runlevel
#去使在任何运行级别都可以并行服务了，它会传进来个sysinit @_@
#
for i in $( ls -v $rc_base/rc$runlevel.d/S* 2> /dev/null)

do

if [ "$previous" != "N" ]
then
suffix=$
stop=$rc_base/rc$runlevel.d/K[0-9][0-9]$suffix
prev_start=$rc_base/rc$previous.d/S[0-9][0-9]$suffix

[ -f $prev_start ] && [ ! -f $stop ] && continue
fi

check_script_status

case $runlevel in
0|6) $i stop ;;
*) $i start ;;
esac
error_value=$?

if [ "$error_value" != "0" ]
then
print_error_msg
fi
done
fi
# End $rc_base/init.d/rc

要注意的地方：

每个发行版的rc脚本都不相同，要先熟悉系统启动过程，然后再尝试修改，这样才不会出错。
修改rc脚本时，语法必须完全正确。修改后用sh -n rc 测试有没有语法错误
有一点错误的话，系统就进不去了。:(
另外这个rc脚本位置是由/etc/inittab决定的。就是 "l3:3:wait:/etc/rc.d/init.d/rc 3 "啦

相关资源：

《通过并行化 Linux 系统服务来提高引导速度》
http://www-900.ibm.com/developerWorks/cn/linux/l-boot/index.shtml
我就是看了这篇文章做的了，打算试试的话，必须要看看啦。里面有作者的各个脚本样例。
《From PowerUp To Bash Prompt》
http://www.faqs.org/docs/Linux-HOWTO/From-PowerUp-To-Bash-Prompt-HOWTO.html
这篇文章详细的介绍了sys V风格的启动过程，绝对的好文！不可错过！

原文转自：http://www.ltesting.net