Wie Upstart arbeitet¶

Beim Systemstart werden eine Reihe von Programmen und Diensten gestartet (z.B. der XServer für die Grafik, der CUPS-Daemon zum Drucken etc.), bevor man mit dem System arbeiten kann. Traditionell werden diese Programme bzw. Dienste über eine in den "run levels" des klassischen SysVinit-Systems festgelegte Reihenfolge geladen. Das Laden erfolgt dabei sequentiell, d.h. ein Dienst nach dem anderen.

Upstart verwendet einen neuen Ansatz, um den Systemstart zu beschleunigen. Programme und Dienste werden ereignisbasiert geladen und gestartet, wodurch mehrere – voneinander unabhängige – Dienste parallel gestartet werden können. Hierdurch wird die Startgeschwindigkeit erhöht.

Upstart unter Ubuntu¶

Seit Ubuntu 6.10 ist Upstart fester Bestandteil von Ubuntu und wird standardmäßig zum Systemstart eingesetzt (wobei 6.10 die erste Linux-Distribution überhaupt war, in der Upstart eingesetzt wurde). In Ubuntu 7.04 wurde eine verbesserte Version von Upstart eingesetzt, mit Ubuntu 9.04 wurde der Bootvorgang durch eine optimierte Hardwareerkennung und eine teilweise Parallelisierung der Startskripte deutlich beschleunigt. Anfang März 2011 wurde Upstart 1.0 veröffentlicht.

Systemstart¶

Upstart ersetzt das klassische SysVinit-System und damit auch die Start-/Stop-Mechanismen von Diensten. Allerdings sind noch lange nicht alle Dienste auf Upstart umgestellt, sondern vorrangig die zum Systemstart ("Init-Jobs") erforderlichen. Die Datei /etc/inittab entfällt. Wann ein Init-Job aktiv wird, legen Konfigurationsdateien im Ordner /etc/init/ fest. Alle Dateien in diesem Ordner werden automatisch gestartet. Man braucht also z.B. neue Skripte nicht mehr umständlich zu aktivieren, wie es früher der Fall war.

Das zentrale Werkzeug ist nun initctl, das Init-Jobs startet oder stoppt, Signale verschickt und den Status abfragt. So gibt beispielsweise der Befehl ^[1]:

initctl list 

eine Liste aller Init-Jobs und ihres Status aus:

mountall-net stop/waiting
rc stop/waiting
rsyslog start/running, process 10856
tty4 start/running, process 1132
udev start/running, process 10894
upstart-udev-bridge start/running, process 389
ureadahead-other stop/waiting
avahi-daemon start/running, process 11169
hwclock-save stop/waiting
tty5 start/running, process 1140
apport stop/waiting
atd start/running, process 1169
dbus start/running, process 683
failsafe-x stop/waiting
control-alt-delete stop/waiting
hwclock stop/waiting
network-manager start/running, process 824
usplash stop/waiting
module-init-tools stop/waiting
cron start/running, process 1170
gdm start/running, process 836
mountall stop/waiting
acpid start/running, process 1161
rcS stop/waiting
ufw start/running
hal stop/waiting
rc-sysinit stop/waiting
anacron stop/waiting
tty2 start/running, process 1156
udevtrigger stop/waiting
rsyslog-kmsg start/running, process 556
tty3 start/running, process 1157
udev-finish stop/waiting
hostname stop/waiting
mountall-reboot stop/waiting
mountall-shell stop/waiting
network-interface (lo) start/running
network-interface (eth0) start/running
tty1 start/running, process 1370
udevmonitor stop/waiting
dmesg stop/waiting
networking stop/waiting
procps stop/waiting
tty6 start/running, process 1159
ureadahead stop/waiting

Dementsprechend werden mit

sudo initctl [start | stop] Init-Job 

Init-Jobs gestartet bzw. beendet.

Trotz Upstart ist Ubuntu nicht frei von klassischen SysVinit-Skripten. Diese werden ebenfalls von Upstart aufgerufen. Weitere Informationen zu diesem Thema findet man im Artikel Dienste.

start on runlevel [2345]

stop on runlevel [!2345]

initctl: Unknown job: Init-Job

sudo initctl reload-configuration 

# gdm - GNOME Display Manager
#
# The display manager service manages the X servers running on the
# system, providing login and auto-login services

description	"GNOME Display Manager"
author		"William Jon McCann <mccann@jhu.edu>"

start on (filesystem
          and started dbus
          and (drm-device-added card0 PRIMARY_DEVICE_FOR_DISPLAY=1
               or stopped udevtrigger))
stop on runlevel [016]

emits starting-dm

env XORGCONFIG=/etc/X11/xorg.conf

script
    if [ -n "$UPSTART_EVENTS" ]
    then
	[ ! -f /etc/X11/default-display-manager -o "$(cat /etc/X11/default-display-manager 2>/dev/null)" = "/usr/sbin/gdm" ] || { stop; exit 0; }

	# Check kernel command-line for inhibitors
	for ARG in $(cat /proc/cmdline)
	do
	    case "${ARG}" in
		text|-s|s|S|single)
		    plymouth quit || :  # We have the ball here
		    exit 0
		    ;;
	    esac
	done
    fi

    if [ -r /etc/default/locale ]; then
	. /etc/default/locale
	export LANG LANGUAGE
    elif [ -r /etc/environment ]; then
	. /etc/environment
	export LANG LANGUAGE
    fi
    export XORGCONFIG

    exec gdm-binary $CONFIG_FILE
end script

# MySQL Service

description     "MySQL Server"
author          "Mario Limonciello <superm1@ubuntu.com>"

start on (net-device-up
          and local-filesystems
	  and runlevel [2345])
stop on runlevel [016]

respawn

env HOME=/etc/mysql
umask 007

pre-start script
    #Sanity checks
    [ -r $HOME/my.cnf ]
    [ -d /var/run/mysqld ] || install -m 755 -o mysql -g root -d /var/run/mysqld
    # Load AppArmor profile
    if aa-status --enabled 2>/dev/null; then
        apparmor_parser -r /etc/apparmor.d/usr.sbin.mysqld || true
    fi
    LC_ALL=C BLOCKSIZE= df --portability /var/lib/mysql/. | tail -n 1 | awk '{ exit ($4<4096) }'
end script

exec /usr/sbin/mysqld

post-start script
    for i in `seq 1 30` ; do
        /usr/bin/mysqladmin --defaults-file="${HOME}"/debian.cnf ping && {
            exec "${HOME}"/debian-start
            # should not reach this line
            exit 2
        }
        sleep 1
    done
    exit 1
end script

echo "manual" | sudo tee /etc/init/jobname.override 

sudo sh -c "echo 'manual' > /etc/init/jobname.override" 

Beispiele¶

Wer ein eigenes Upstart-Skript schreiben möchte, braucht neben guten Englisch-Kenntnissen auch Beispiele. Nachfolgend ein erster Versuch, abzuspeichern als /etc/init/hallo_welt.conf:

# Meine ersten Schritte mit Upstart
description	"simples Upstart-Beispiel"
# wann starten bzw. stoppen?
start on runlevel [2345]
stop on runlevel [!2345]
env text_variable="Hallo Welt"
exec echo "$text_variable $(date)" > /var/log/hallo_welt.log

Hiermit wird einfach der Text "Hallo Welt" und das aktuelle Datum in die Datei /var/log/hallo_welt.log geschrieben. Wie auch schon in den beiden Skripten weiter oben, wird auch im Beispiel eine Variable mit einem vorangestelltem "env " deklariert. Diese Variable ist dann in allen Abschnitten des Skripts verfügbar. Natürlich bringt ein solches Beispiel keinen konkreten Nutzen, aber vielleicht erleichtert es den Einstieg in Upstart.

Ein weiteres Beispiel aus dem Artikel Trackpoint (Abschnitt „Einstellungen-permanent-machen-ab-Ubuntu-9-10“) zeigt das Ändern von Werten im Sysfs:

description "Trackpoint-Einstellungen"
start on virtual-filesystems
env TPDIR=/sys/devices/platform/i8042/serio1/serio2
script
  while [ ! -f $TPDIR/sensitivity ]; do
	sleep 2
  done
  echo -n 200 > $TPDIR/sensitivity
  echo -n 150 > $TPDIR/speed
  echo -n 1 > $TPDIR/press_to_select
end script

Kritik¶

So bestechend die Idee von Upstart bei mobilen und Desktop-Rechnern ist, gibt es insbesondere beim Einsatz auf Servern auch Probleme. Zum einen werden diese im Regelfall eher selten neu gestartet, so dass ein schnellerer Bootvorgang nur eine untergeordnete Rolle spielt. Zum anderen hat sich das klassische SysVinit-System in der Praxis seit Jahrzehnten bewährt, auch wenn es definitiv nicht mehr zeitgemäß ist. Durch die Parallelisierung von Upstart lassen sich viele Dienste nicht mehr so einfach wie beim hierarchischen "Step-by-Step" aufeinander abstimmen bzw. erfordern einen höheren Konfigurationsaufwand.

Bei mancher Hardware kann es bei einer etwas unglücklichen Konfiguration beim Starten zu "Race Conditions" kommen, d.h. es wird versucht irgend etwas zu machen, noch bevor das benötigte dafür bereit ist – in sehr seltenen Fällen kann das dann schon mal sporadisch ("nur so") vorkommen. Schuld sind meistens Bemühungen, den Startprozess zu stark zu optimieren.

Zur Beschleunigung des Startvorgangs gibt es mit systemd einen ernsthaften Konkurrenten. Bisher setzte Ubuntu exklusiv auf Upstart, während beispielsweise Arch Linux, Fedora und OpenSuse systemd präferieren. Bei den Versionen nach Ubuntu 14.04 wird daher auch Ubuntu schrittweise zu systemd wechseln. Ab 14.10 kann systemd bereits als alternatives Init-System installiert werden, ab 15.04 ist systemd auch bei Ubuntu vorinstalliert.

Problembehebung¶

init-checkconf /etc/init/hallo_welt.conf 

Links¶

• Projektseite 🇬🇧

  • Upstart Wiki 🇬🇧 - offizielle Spezifikation und Dokumentation zu Upstart

  • Upstart Intro, Cookbook and Best Practises 🇬🇧 - Einführung, Referenz und Beispiele zur Verwendung von Upstart (auch als PDF ⮷ verfügbar)

• ReplacementInit 🇬🇧 - Ubuntu Wiki-Eintrag zu Upstart; stellt sehr schön die Beweggründe dar, warum Upstart entwickelt wurde.

• Schneller booten mit Upstart 🇩🇪 - aktualisierte Version eines c't Artikels auf heise Open Source, 10/2009

• Controlling Ubuntu's and Fedora's Upstart (the init replacement) 🇬🇧 - LinuxPlanet 05/2009

  • Ubuntu's Success Story: the Upstart Startup Manager (Linux Boot Camp p.2) 🇬🇧 - LinuxPlanet, 04/2010