【openwrt】Openwrt系统的reboot流程

知否知否应是绿肥红瘦

发布于 2025-02-19 21:40:46

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reboot流程

应用层reboot流程
内核reboot流程
参考

当我们在openwrt系统的终端中敲下 reboot指令后,系统需要进行一系列动作后，才会真正的进行硬件重启。而这一系列的动作可以分为——应用程序的停止和内核的停止。在Openwrt系统中，应用程序的停止是1号进程(也就是 procd)完成的，应用程序全部停止后才会进入内核的重启流程。下面我们将分别来介绍应用程序和内核停止的流程。

首先，我们注意到reboot指令是busybox提供的，而且reboot指令支持传入不同的参数来执行不同的重启模式。

# ls /sbin/reboot -alh
lrwxrwxrwx    1 root     root          14 Apr 17 13:15 /sbin/reboot -> ../bin/busybox

/# reboot --help
BusyBox v1.36.1 (2024-05-10 17:21:49 UTC) multi-call binary.
Usage: reboot [-d DELAY] [-nf]
Reboot the system
        -d SEC  Delay interval  
        -n      Do not sync  
        -f      Force (don't go through init)

下面是reboot指令的参数解释。

参数	说明
-d SEC Delay interval	延时几秒之后重启
-n	不执行sync
-f	强制重启，跳过应用层直接走内核重启流程

关于reboot指令的具体实现可以参考busybox源码：halt.c

int halt_main(int argc UNUSED_PARAM, char **argv)

if (!(flags & 4)) { /* 不带 -f 参数 */
//TODO: I tend to think that signalling linuxrc is wrong
// pity original author didn't comment on it...
		if (rc) {
			/* talk to init */
			if (!ENABLE_FEATURE_CALL_TELINIT) {
				/* bbox init assumed */
				rc = kill(1, signals[which]);// 发送信号给1号进程
				if (init_was_not_there())
					rc = kill(1, signals[which]);
			} 
		}
	} else {
		rc = reboot(magic[which]); // reboot -f 
	}

应用层reboot流程

根据前面reboot的源码，如果执行的是不带 -f选项的reboot，那么busybox就会发送信号给1号进程，由1号进程来执行重启流程。在openwrt系统中，1号进程就是procd.

# ps
  PID USER       VSZ STAT COMMAND
    1 root      1868 S    /sbin/procd

下面就是procd执行reboot的流程图：

procd_signal()是在procd启动时执行的，里面对SIGTERM,SIGINT,SIGUSR1 这些信号都注册了同一个回调函数——sa_shutdown，sa_shutdown 其实是一个指向 struct sigaction 的指针，该结构体定义了如何处理上述信号.
当procd收到如上信号后，sa_shutdown里面的回调函数会被调用，也就是signal_shutdown()
signal_shutdown 里面会根据不同的信号类型设置不同的event,然后将event传入procd_shutdown()
procd_shutdown()里面设置state = STATE_SHUTDOWN,随后调用state_enter()进入STATE_SHUTDOWN对应的状态处理流程
procd_inittab_run()会遍历整个handlers[]，找到name=shutdown的handler，然后执行其cb函数，也就是runrc()
runrc()->rcS()->_rc(),_rc()会依次执行/etc/rc.d/ 下面所有K开头的脚本，也是所有应用程序的停止脚本，这一步完成后，rcdone()会被调用。
rcdone() 会继续将STATE_SHUTDOWN 状态推进到 STATE_HALT状态，进入STATE_HALT状态后，会执行reboot系统调用进行内核阶段的重启，并且会带上前面的event参数，event参数也会被传递到内核，我们将在后续内核重启流程中继续介绍这个参数的具体作用。
至此，所有的应用程序都已经停止(但1号进程未停止)

内核reboot流程

书接上回，前面提到应用层重启流程的最后一步是执行reboot()函数，其中reboot函数携带的参数可能是RB_AUTOBOOT或者RB_POWER_OFF,在musl libc中(openwrt系统默认使用musl libc而不是glibc)reboot函数的实现以及RB_AUTOBOOT和RB_POWER_OFF的定义如下：

//openwrt/build_dir/toolchain-aarch64_cortex-a53_gcc-12.3.0_musl/musl-1.2.4/include/sys/reboot.h
#define RB_AUTOBOOT     0x01234567
#define RB_HALT_SYSTEM  0xcdef0123
#define RB_ENABLE_CAD   0x89abcdef
#define RB_DISABLE_CAD  0
#define RB_POWER_OFF    0x4321fedc
#define RB_SW_SUSPEND   0xd000fce2
#define RB_KEXEC        0x45584543

//openwrt/build_dir/toolchain-aarch64_cortex-a53_gcc-12.3.0_musl/musl-1.2.4/src/linux/reboot.c
#include <sys/reboot.h>
#include "syscall.h"

int reboot(int type)
{
	//type=RB_AUTOBOOT or RB_POWER_OFF
	return syscall(SYS_reboot, 0xfee1dead, 672274793, type);
}

我们暂时只关注重启流程，所以type=RB_AUTOBOOT ,上面的reboot函数并没有过多操作，直接就执行了reboot系统调用，root系统调用的整体流程如下：

进入内核reboot系统调用的处理函数中，用户层传入的参数 RB_AUTOBOOT 对应内核层的参数LINUX_REBOOT_CMD_RESTART,所以后续会调用kernel_restart()函数进行系统重启之前准备工作以及最后的重启动作(其他参数会对应其他动作,请自行参考源码)
kernel_restart_prepare()调用device_shutdown()关闭所有注册的device
接下来console应该可以看到reboot: Restarting system的打印信息
machine_restart()在不同的平台实现可能不一样，在ARM64平台是调用do_kernel_restart()通知具体的驱动进行重启，通常是通知看门狗驱动来进行最终的物理重启。