Systemd – principy II

12. 5. 2011 | Michal Vyskočil | Systém | 22070×

Tentokrát dokončíme to, co jsme minule nakousli. Je na čase podívat se na takzvané speciální jednotky. Neděste, nejde o nic zvláštního, ba naopak - jsou to ty nejzákladnější věci.

Obsah

• Speciální jednotky
• Zavádění
• Vypnutí
• LSB skripty
• Ostatní
• Explicitní závislosti
• Šablony
  • Příklady šablonových jednotek
• Ovládání terminálů
• Změna odloženého spuštění na okamžité
• Závěrem

Speciální jednotky

V minulém díle jsme se odkazovali na spoustu jednotek a vesměs se jednalo o  takzvané speciální jednotky. To znamená dvě věci – není možné je přejmenovat a jejich význam je často „zadrátován“ do démona. Takže přestože se na disku vyskytují, jejich obsah může být pouhým komentářem.

Zavádění

basic.target – je základní jednotka, která se odkazuje na první kroky po bootu. Systemd přidává tento cíl jako závislost pro každou runlevel.target jednotku. Obvykle připojuje základní připojovací body (mount points), nastavuje sockety a odkládací oddíly.

default.target – je výchozí jednotkou, která bude spuštěna při startu. Obvykle jde o symbolický odkaz na některou z dalších jednotek jako graphical, nebo multi-user.target. Parametrem systemd.unit= můžeme systemd navést, aby zavedl jinou jednotku než default.target.

emergency.target – cíl pro záchranný shell, který je spouštěn po jednotce emergency.service. Ta obvykle spustí /sbin/sulogin.

graphical.target – alternativa úrovně 5 (nebo 4 pokud jste uživatelem Slackware). Ve výchozím nastavení požaduje pouze spuštěný multi-user.target, což je ekvivalent úrovně 3.

rescue.target – je velice podobný jednotce emergency.target, s tím rozdílem, že je spuštěn až po basic.target, čili je ekvivalentem úrovně číslo 1.

sysinit.target – je ekvivalentem rcS, nebo rcb úrovní běhu, kde jsou prováděný kroky nutné pro start systému. Tato úroveň není spustitelná ručně a je spouštěna před basic.target. Hlavním rozdílem mezi nimi je skutečnost, že basic.target startuje až po sockets.target, který vytváří všechny sockety.

Vypnutí

ctrl-alt-del.target – reakce na stisk Control+Alt+Del. Obvykle je to odkaz na reboot.target, čili restart systému.

halt.target – cíl spouštěný při ukončování systému.

poweroff.target – podobný cíli halt, ale navíc vyvolá i vypnutí systému. Tato jednotka má alternativní název runlevel0.target.

shutdown.target – cíl, který ukončuje všechny služby při vypínání systému. Všechny takové jednotky jsou automaticky v konfliktu s tímto cílem. Stejně tak i LSB rc skripty, které mají být ukončeny během vypnutí stroje. Všechny .service jednotky jsou s tímto cílem v konfliktu.

sigpwr.target – speciální cíl, který je startován, pokud systemd obdrží SIGPRW, který je posílán v okamžiku, kdy selhává napájení.

systemd-shutdownd.service a systemd-shutdownd.socket je socketově aktivovaná služba pro implementaci příkazu shutdown. Jde čistě o interní záležitost systemd.

*umount.target – cíl, během něhož jsou odpojeny všechny přípojné body v systému. Ve výchozím stavu všechny jednotky typu .mount jsou v konfliktu s touto jednotkou.

LSB skripty

Pro podporu LSB hlaviček init skriptů existuje několik speciálních jednotek, takže pokud skript obsahuje Required-Start: $remote_fs, systemd použije odpovídající remote-fs.target.

display-manager.service je obvykle odkaz na xdm.service nebo podobnou. Jde o ekvivalent $x-display-manager, což je Debianí rozšíření LSB standardu.

local-fs.target – je automaticky přidán jako závislost všem jednotkám typu .mount, které odkazují na lokální přípojné body. Rovněž k LSB init skriptům s $local_fs závislostí.

mail-transfer-agent.target je cíl agenta pro posílání pošty (MTA). Obvykle na něm závisí všechny jednotky nezbytné pro odesílání a přijímání pošty na lokální stroj. Je to ekvivalent LSB cílů $mail-transfer-agent, či $mail-transport-agent, opět pro kompatibilitu s Debianem.

Zbytek již jen stručně:

Systemd	LSB
network.target	$network
nss-lookup.target	$named.
remote-fs.target	$remote_fs
rpcbind.target	$rpcbind
rtc-set.target	$time
syslog.target	$syslog
swap.target	$swap

Ostatní

dbus.service – speciální jednotka pro systémovou sběrnici D-BUS. Ostatní jednotky by se měly odkazovat na dbus.target, protože administrátor může rozhodnout, zda bude démon spouštěn po startu, nebo jednotkou dbus.socket na požádání.

sockets.target – tato jednotka vytváří sockety, takže všechny jednotky, které chtějí používat odložené spuštění tuto jednotku vyžadují.

systemd-initctl.service a systemd-initctl.socket je služba a socket pro /dev/initctl, což je kompatibilní komunikační rozhraní pro init systém.

systemd-logger.service a systemd-logger.socket je interní logovací služba systemd. Je to výchozí závislost pro ty démony, které jsou nastaveny, aby posílali chybové zprávy do standardního chybového výstupu.

Explicitní závislosti

Jak je vidět z předchozího přehledu, systemd používá typy jednotek opravdu hodně a dost často zjišťujeme, že existují dva i více různých typů stejné jednotky. Příkladem budiž dbus – existuje dbus.socket, dbus.service i dbus.target.

Jejich význam je následující – dbus.socket je jednotka zajišťující to, co jsme si pojmenovali jako odložené spuštění (spuštění na požádání, nebo socketová aktivace – není mezi tím rozdíl). Vytvoří socket /var/run/dbus/system_bus_socket a při prvním požadavku na připojení k tomuto socketu spustí systemd komplementární dbus.service. Ta definuje kroky, které se mají učinit pro spuštění démona dbus.

Přestože je odložené spuštění základním principem systemd, není nijak vynucováno a administrátor může nastavit systém tak, aby služby startovaly okamžitě. Toto je důvodem existence jednotky dbus.target, která je jinak až na popisek prázdná.

Speciální adresář /lib/systemd/system/dbus.target.wants obsahuje odkaz na /lib/systemd/system/dbus.socket. Ovšem v okamžiku, kdy z libovolného důvodu zjistíme, že nám tento způsob nevyhovuje, je možné pouhou změnou symbolického odkazu (ale tentokrát v /etc/systemd/system/dbus.target.wants, abychom předešli smazání při případném updatu balíčku) na dbus.service pouštět službu okamžitě.

Takže znovu a stručně – dbus.service je předpis, kterak spustit a ovládat démona D-BUS. Jednotka dbus.socket je předpis, jak vytvořit socket služby D-BUS. V okamžiku, kdy se na něj někdo pokusí připojit, se spustí dbus.service. A nakonec – dbus.target je logické jméno, jehož významem je, od teď je služba D-BUS dostupná.

Šablony

Systemd implementuje velice jednoduchý šablonovací systém. Existují případy, kdy máme několik prakticky totožných služeb, které by se s výhodou mohly vytvořit z jednoho souboru – šablony.

Znak @ v názvu souboru má pro systemd speciální význam, pokud totiž nenajde požadovanou službu podle jejího jména a jméno obsahuje zavináč, zkusí se najít soubor bez části za zavináčem.

Například uživatel požaduje akci s getty@tty2.service. Pokud soubor daného jména neexistuje, systemd zkusí najít getty@.service, což je šablona pro prvně jmenovanou službu.

Při parsování takových jednotek jsou potom k dipozici následující speciální znaky

• %i a %I je název instance, čili tty2 v našem případě.
• %n a %N je plné jméno jednotky, čili getty@tty2
• %p a %P je název prefixu, čili getty

Rozdíl mezi velkým a malým písmenem je v tom, že velké písmeno je neescapovaná varianta, čili zda je, či není příslušná cesta v jednotce upravena.

Příklady šablonových jednotek

• fsck@.service je jednotka spouštějící kontrolu disků
• getty@.service je jednotka spouštějící terminály
• serial-getty@.service je jednotka spouštějící sériové terminály

Ovládání terminálů

Klasický sysvinit definice terminálů ukládal do /etc/inittab v podobě řádků jako 1:2345:respawn:/sbin/getty 38400 tty1. Systemd tento soubor nepoužívá a má vlastní způsob konfigurace.

Všechny jednotlivé části již byly představeny, takže nezbývá, než je složit dohromady. Pro nastavování terminálů slouží getty.target, což je speciální cíl, který značí, že všechny programy getty byly již spuštěny. Soubor /lib/systemd/system/getty@.service s řádkem

ExecStart=-/sbin/agetty %I 38400

je šablona, kterou stačí přidat do příslušného getty.target.wants adresáře. Nejlepším způsobem, jak to zařídit, je vytvořit symbolický odkaz z /lib/systemd/system/getty@.service do /etc/systemd/system/getty.target.wants/getty@ttyX.service.

Potom stačí ověřit, že se multi-user.target.wants/ odkazuje na getty.target, čili terminály budou v tomto cíli spuštěny.

V případě, že potřebujeme změnit počet terminálů, není pak nic jednoduššího, než vytvořit nový odkaz getty@ttyX.service. A pokud méně, potom zase nějaký z nich smazat. Po změně je třeba znovu načíst strom závislostí příkazem

# systemctl daemon-reload

A potom spustit, či zastavit patřičnou službu

# systemctl start getty@tty9.service
# systemctl stop getty@tty6.service

Mimochodem, důvodem, proč tak moderní (ve smyslu používající nejnovější technologie) systemd vyžaduje ruční načtení konfigurace je takový, že standardní jaderné inotify trpí problémem souběhu (vizte RedHat bug 615527) – nové rozhraní fanotify může tento problém vyřešit.

Změna odloženého spuštění na okamžité

Protože systemd podporuje odložené spuštění, nastavení typické distribuce pak dopadne tak, že budeme mít foobar.socket i foobar.service, čili služba foobar bude spouštěna na požádání po tom, co dojde k prvnímu požadavku.

Ovšem to může být z mnoha důvodů problém. Odložené spuštění nemá smysl v případě, že jde o hlavní službu našeho počítače – proč spouštět webový server až po prvním požadavku, když víme, že tento počítač bude sloužit jako web server. Navíc se takový požadavek nemusí mít rád s enterprise prostředím, kdy se dotyčná služba může startovat tak dlouho, že dojde k vypršení požadavku, který ji nastartoval.

Řešení je přímočaré, stačí udělat odkaz z foobar.service do příslušného .target.wants adresáře a při spuštění daného cíle se nastartuje patřičná služba.

Problém může být též opačný – nainstalujeme balíček, který spouští službu na požádání – například ftp server. V tomto případě neexistuje způsob, jak přes systemctl zakázat spuštění služby, disable funguje pouze pro .service jednotku. Řešením je vymazat .socket jednotku a to vytvořením odkazu /etc/systemd/system/foo.socket na /dev/null. Tím přestane daná jednotka pro systemd existovat.

Závěrem

Tento díl jsme zjistili vše o speciálních jednotkách a vysvětlili si rozdíl mezi jednotkami .service, .socket a .target. Dále jsme se seznámili s jednoduchým šablonovým systémem. Důležitým tématem byl rovněž způsob, jak měnit závislosti mezi jednotkami prostřednictvím adresářů .wants.

Následující díl představí přímo jednotky systemd, jejich syntax a možnosti.

       

Komentáře

[JoHnY2]

Myslim, ze vsichni budem driv nebo pozdejc za tuhle serii clanku nesmirne vdecny, takze predem diky moc moc. Uz se hrozim dne az budu za par let migrovat nase servery s Debianem na verzi 7 se systemd. Vzhledem k tomu, ze nektery zacinaly na 2.2 potato to mozna bude vetsi zazitek nez by se zdalo

[Daniel Tihelka]

Taky děkuji autorovi za super článek a zajímavé počtení. Docela se těším, až můj Gentoo systém poběží na systed (ačkoli zatím jsem si nenašel čas a bezpečný způsob jak to otestovat ).

Hlavně bych se ale chtěl zeptat na dvě věci:

1. existuje v systemd podpora pro nahrávání jaderných modulů na požádání (podobně jako u socketové aktivace)? Konktrétně mi jde např. o modul pro virtualbox. Nepoužívám virtualbox zas tak často, ale modul musím mít zavedený. Ne že by to byl nějaký velký problém, ale docela by se mi to líbilo . Jestli je to tedy vůbec technologicky možné ...

2. existuje (nebo se plánuje) podpora uživatelské konfigurace pro systemd? Např. pro některé výpočty co provádím bych si rád nastartoval 'memcached' daemona (socketovou aktivací). Ne systémově, ale jen pro mě jako obyč. BFU uživatele.

   Podobně třeba mountování síťových úložišť. Zase bych chtěl, aby se úložiště připojilo pokud na něj přistoupím (v zadané cestě, ať už někde v /mnt/ nebo /home/ja/) a mohl jsem z něj číst jen já (nakonec zadávám svoje heslo ). Tady je samozřejmě trochu problém, jak se dostat k heslu - systemd by jej musel získat, např. přes dbus, dotazem na uživatele; tj.

   přistoupím k mountpointu -> systemd se jej pokusí připojit ale nezná heslo -> vyžádá jej (nějak, lze si představit několik řešení) přes dbus -> objeví se mi KDE/Gnome/[...] dialog "Zadejte heslo pro připojení ..." -> zadám heslo -> systemd připojí adresář -> mám k dispozici data.

   Nejsem vůbec náročný, ale možná je to už vyřešeno ...

[michich]

existuje v systemd podpora pro nahrávání jaderných modulů na požádání (podobně jako u socketové aktivace)?

Na to není potřeba systemd. To umí kernel ve spolupráci s udev. Kernel modul definuje MODULE_ALIAS_{CHAR,BLOCK}DEV, při instalaci modulů se sestaví seznam /lib/modules/$VERZE/modules.devname a podle něj udev vytvoří soubory zařízení. Jakmile na takový soubor někdo přistoupí, vyvolá to načtení modulu.

[Petr Ježek]

I já děkuji za oba díly, je dobré si přečíst více než jen dobře zpracovanou dokumentaci a wiki v EN... Jinak zatím jsem systemd zase deaktivoval, protože při průběžných updatech v Archu začal trochu zlobit a nebyl čas to řešit...