Как можно отобразить журнал печати во время выключения, перезагрузки или запуска?

Question

Как мы все знаем, когда мы перезагружаем, выключаем или запускаем систему, на экране появляется некоторое сообщение, вот фрагмент:

Моя система — Ubuntu 16.04, я знаю, что эти сообщения журнала, указанные выше, исходят от systemd.

Насколько я понимаю, обычный пользовательский процесс может печатать что-то на экране, потому что система дает ему три файловых дескриптора: 0, 1 и 2. Мы можем найти их в /proc/<PID>/fd/. Вот пример:

root@X86-Xenial-6:~# ls /proc/3467/fd
0  1  2  255

Это 3467программа Hello World, я не знаю, что 225это, но я знаю, что это 0, 1и 2есть стандартный ввод, стандартный вывод и стандартная ошибка.

Итак, у меня возник вопрос: когда система начинает завершать работу, перезагружаться или запускаться, пользовательский процесс не создается или уничтожается, что означает, что он /proc/больше не существует, в данном случае 0, 1и 2не существует.

Так почему сообщение, приходящее от systemd, может быть выведено на экран? Ядро может печатать, потому что оно управляет экраном немедленно, но я не думаю, что systemd принадлежит ядру, так как же оно может печатать что-то на экране? Какая функция или API используется?

Answer 1

Запуск и завершение работы в основном выполняются в пользовательском пространстве, а не ядром. Как только ядро ​​завершает инициализацию, оно ищет initи запускает его как обычный процесс со стандартными файловыми дескрипторами, указывающими на консоль. Таким образом init(в вашем случае скрипт initramfs, а затем systemd) может писать в свой стандартный вывод, и все, что он пишет, будет отображаться на экране (или там, где настроен вывод консоли). Это продолжается до тех пор, пока ядро ​​не выключится или не перезагрузится, что происходит после выключения пользовательского пространства (и после того, как все журналы выключения будут записаны на консоль).

Кстати, отметим, что /procэто всего лишь средство доступа к определенным фрагментам информации, поддерживаемым ядром; эти фрагменты информации существуют независимо от того, /procсмонтировано оно или нет.

Обратите внимание также, что

Как мы все знаем, когда мы перезагружаем, выключаем или запускаем систему, на экране появляется какое-то сообщение.

не обязательно так — многие системы теперь загружаются и выключаются, не отображая журналы, поэтому мы не можем предполагать, что «мы все знаем».

Answer 2

Короткий ответ, чтобы прояснить некоторые недопонимания.

• Процесс выполняется в пользовательском пространстве: конкретно, initпервый пользовательский процесс.
• Вам не нужен /proc для существования файловых дескрипторов. Если бы единственный способ доступа к файловым дескрипторам был через файл, то как бы вы получили доступ к файловому дескриптору? (вы бы открыли файл в и /procполучили бы файловый дескриптор, попытались бы найти его в и /procполучили бы файловый дескриптор…). /procэто всего лишь представление, оно нужно только процессам, которые сообщают о других процессах.
• Файловый дескриптор 255 lsв вашем примере принадлежит каталогу /proc/3467/fd: lsдолжен открыть каталог, поэтому мы ожидаем один дополнительный файловый дескриптор. У нас есть один дополнительный, так что вот что это такое.
• /proc/fd/1и т.д. указывают на другие устройства. например 1 -> /dev/pts/3. Сделайтеls -l /proc/self/fd
• При запуске ядра initоно подключает свои stdin, stdout, stderr к экрану (устройству tty, которое выводится на экран) или к другому месту.
• initэто процесс 1(в вашей системе systemd).