Глава 6: Запуск пользовательского пространства

Пользовательское пространство запускается в следующем порядке:

1. Процесс init.
2. Основные службы низшего уровня, такие как udevd и syslogd.
3. Конфигурация сети.
4. Службы среднего и высокого уровня (cron, print и т.д.).
5. Приглашения для входа в систему, графические интерфейсы и приложения высокого уровня, такие как веб-серверы.

init (инициализация) - программа пользовательского пространства, расположенная в /sbin. Её основная цель - запускать и останавливать основные служебные процессы системы.

Во всех актуальных версиях основных дистрибутивов Linux стандартной реализацией init является systemd.

В старых системах встречаются другие реализации:

Система инициализации System V работает как последовательная серия сценариев, где каждый сценарий запускает одну службу или настраивает отдельную часть системы. Обычно зависимости разбираются просто, и система достаточно гибка для необычных задач.

Однако существуют существенные ограничения:

Производительность:

• Две части последовательной загрузки не могут выполняться одновременно

Управление системой:

• Сложность поиска PID демона службы (требуется ps или механизм, специфичный для службы)
• Полустандартная система записи PID (/var/run/myservice.pid)
• Много стандартного шаблонного кода в сценариях

Конфигурация:

• Мало информации о службах и конфигурации по требованию
• Большинство служб запускается только при загрузке
• Конфигурация устанавливается в основном при загрузке
• Традиционный демон inetd (для сетевых служб по требованию) уже не используется

Современные системы инициализации (такие как systemd) решают эти проблемы путём изменения способа запуска служб, порядка их контроля и настройки зависимостей.

Определить версию инициализации можно, проверив наличие определённых файлов и каталогов:

systemd:

• Наличие каталогов /usr/lib/systemd и /etc/systemd

Upstart:

• Наличие каталога /etc/init с несколько файлами .conf
• (Исключение: Debian 7 и старше используют System V init, несмотря на /etc/init)

System V init:

• Отсутствие вышеуказанных каталогов
• Наличие файла /etc/inittab

Информацию также можно получить из страницы руководства init(1).

systemd - современная реализация init в Linux, интегрирующая функциональность Unix-служб (cron, inetd). Вдохновлена launchd от Apple.

Основные отличия от традиционной init:

• Расширенное управление службами
• Отслеживание демонов после запуска
• Группировка процессов службы
• Ориентирована на выполнение задач и целей

Система использует юниты (units) для задач, содержит инструкции запуска и зависимости. Активирует юниты по мере готовности, не придерживаясь жесткой последовательности. Реагирует на системные события (uevents).

systemd управляет не только процессами/службами, но и монтированием ФС, запросами подключения сети, таймерами.

Примечание: полный список типов см. systemd(1)

При загрузке активируется целевой юнит default.target, объединяющий юниты служб и монтирования как зависимости. Зависимости образуют граф (не дерево). Юниты могут зависеть от нескольких предыдущих.

Визуализировать граф: `systemd-analyze dot` (требует фильтрации для сложных систем).

Примечание: В большинстве систем default.target → целевой юнит высокого уровня (графический интерфейс и т.д.)

Основные каталоги:

Правило: не изменяйте системные юниты (сохраняет дистрибутив), вносите изменения в /etc/systemd/system.

Проверка пути поиска:

systemctl -p UnitPath show
pkg-config systemd --variable=systemdsystemunitdir
pkg-config systemd --variable=systemdsystemconfdir

Формат из спецификации XDG Desktop Entries (.ini подобный) с секциями в квадратных скобках и переменными.

Пример dbus-daemon.service:

[Unit]
Description=D-Bus System Message Bus
Documentation=man:dbus-daemon(1)
Requires=dbus.socket
RefuseManualStart=yes

[Service]
ExecStart=/usr/bin/dbus-daemon --system --address=systemd: --nofork --nopidfile --systemd-activation --syslog-only
ExecReload=/usr/bin/dbus-send --print-reply --system --type=method_call --dest=org.freedesktop.DBus / org.freedesktop.DBus.ReloadConfig

[Unit] - описание, информация о зависимостях [Service] - подготовка, запуск, перезагрузка службы

Синтаксис: `$ПЕРЕМЕННАЯ`

Пример (sshd.service):

[Service]
EnvironmentFile=/etc/sysconfig/sshd
ExecStartPre=/usr/sbin/sshd-keygen
ExecStart=/usr/sbin/sshd -D $OPTIONS $CRYPTO_POLICY
ExecReload=/bin/kill -HUP $MAINPID

• $OPTIONS, $CRYPTO_POLICY - из EnvironmentFile
• $MAINPID - PID отслеживаемого процесса

Синтаксис: `%спецификатор`

• %n - имя текущего юнита
• %H - имя хоста
• %I, %i - имя экземпляра (для юнитов с @)

Пример: getty@.service → getty@tty1, getty@tty2 (динамическое создание).

Полный список см. systemd.unit(5)

systemctl - основная команда для управления systemd юнитами.

$ systemctl status sshd.service

Вывод содержит: статус загрузки, состояние (active/inactive), основной процесс (Main PID), контрольную группу (cgroup) и сообщения журнала.

Размещайте юнит-файлы в /etc/systemd/system (не перезаписываются при обновлении дистрибутива).

# Создать файл /etc/systemd/system/test1.target
[Unit]
Description=test 1
 
# Создать файл /etc/systemd/system/test2.target с зависимостью
[Unit]
Description=test 2
Wants=test1.target
 
# Активировать
systemctl start test2.target
 
# Если есть секция [Install], включить перед активацией
systemctl enable test2.target

# 1. Деактивировать
systemctl stop <unit>
 
# 2. Отключить (если есть [Install])
systemctl disable <unit>
 
# 3. Удалить юнит-файл

Примечание: Задания (jobs) - это изменения состояния юнитов, не путать с заданиями оболочки. Требуются права суперпользователя для некоторых операций.