第3章 システムの初期化

BIOS は電源投入イベントが引き起こすブートプロセスの1段目です。CPU のプログラムカウンターが電源投入イベントで初期化され、読出し専用メモリー (ROM) 上にあるBIOS が特定のメモリーアドレスから実行されます。

BIOS はハードウエアーの基本的な初期化 (POST: 電源投入時自己診断) を行い、システムのコントロールをあなたが提供する次のステップにシステムのコントロールを引き継ぎます。BIOS は通常ハードウエアーによって供給されます。

BIOS 初期画面はどのキーを押すと BIOS 設定画面に入って BIOS の挙動を設定できるかを通常表示しています。よく使われるキーは F1 や F2 や F10 や Esc や Ins や Del です。もし BIOS 初期画面が洒落た画像表示で隠されている場合、Esc 等の何らかのキーをおすとこれを無効にできます。こういったキーはハードウエアーに大いに依存します。

BIOS が起動するコードのハードウエアー上の場所や優先順位は BIOS 設定画面から選択できます。典型的には最初に見つかった選択されたデバイス (ハードディスクやフロッピーディスクや CD-ROM 等) の最初の数セクターがメモリー上にロードされこの初期コードが実行されます。この初期コードは次のいずれでもよろしい。

典型的にはプライマリハードディスクの指定されたパーティションからシステムが起動されます。伝統的 PC のハードディスクの最初の2セクターにマスターブートレコード (MBR) が含まれます。ブート選択に含まれるディスクのパーティション情報はこの MBR の最後に記録されています。BIOS から実行される最初のブートローダーコードは残りの部分を占めます。

ブートローダーは BIOS によって起動されるブートプロセスの2段目です。それはシステムのカーネルイメージと initrd イメージをメモリーにロードし、それらにコントロールを引き継ぎます。この initrd イメージはルートファイルシステムイメージで、そのサポートは使われるブートローダー次第です。

Debian システムは通常 Linux カーネルをデフォールトのシステムカーネルとして使っています。現在の 2.6/3.x カーネルにとっての initrd イメージは技術的に言うなら initramfs (初期 RAM ファイルシステム) イメージです。initramfs イメージはルートファイルシステム中のファイルの gzip された cpio アーカイブです。

Debian システムのデフォールトインストールでは、GRUB ブートローダーの1段目のコードを PC プラットホームの MBR の中に置きます。多くのブートローダーと設定の選択肢が利用可能です。

	警告
	grub-rescue-pc パッケージのイメージから作ったブート可能なレスキューメディア (CD かフロッピー) 無しにブートローダーを試してはいけません。これさえあると、ハードディスク上に機能するブートローダーが無くともシステムの起動ができます。

GRUB Legacy のメニューの設定は "/boot/grub/menu.lst" にあります。例えば、次のような内容です。

title           Debian GNU/Linux
root            (hd0,2)
kernel          /vmlinuz root=/dev/hda3 ro
initrd          /initrd.img

GRUB 2 のメニューの設定は "/boot/grub/grub.cfg" にあります。 "/etc/grub.d/*" の雛形と "/etc/default/grub" の設定から "/usr/sbin/update-grub" を使って自動的に作られます。例えば、次のような内容です。

menuentry "Debian GNU/Linux" {
        set root=(hd0,3)
        linux /vmlinuz root=/dev/hda3
        initrd /initrd.img
}

これらの例で、これらの GRUB パラメーターは次の意味です。

	注記
	GRUB legacy プログラムが使うパーティション値は Linux カーネルやユーティリティーツールが使う値より1つ少ない数字です。GRUB 2 プログラムはこの問題を修正します。

	ヒント
	UUID (「UUID を使ってパーティションをアクセス」参照下さい) は、"/dev/hda3" のようなファイル名に代わるブロックの特定デバイスを確定するのに使え、例えば "root=UUID=81b289d5-4341-4003-9602-e254a17ac232 ro" です。

	ヒント
	もし GRUB が使われている場合には、カーネルブートパラメーターは /boot/grub/grub.cfg 中に設定されます。 Debian システム上では、/boot/grub/grub.cfg を直接編集するべきではありません。/etc/default/grub 中の GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT の値を編集するべきで、update-grub(8) を実行することで /boot/grub/grub.cfg を更新すべきです。

	ヒント
	チェインロード (連鎖導入) とよばれる技術を使うと、あるブートローダーから他のブートローダーを起動できます。

"info grub" と grub-install(8) を参照下さい。

通常の Debian システムはミニ Debian システムによって起動されるブートプロセスの4段目です。ミニ Debian システムのシステムカーネルはこの環境ででも実行され続けます。ルートファイルシステムはメモリー上から本当にハードディスク上にあるファイルシステムに切り替えられます。

多くのプログラムを起動する主ブートプロセスを行う init プログラムは、PID=1 で最初のプログラムとして実行されます。init プログラムのデフォールトのファイルパスは "/sbin/init" ですが、"init=/path/to/init_program" のようなカーネルブートパラメーターにより変更できます。

デフォルトの init プログラムは変化してきています:

	ヒント
	ブートプロセスを高速化する最新のティップは Debian wiki: BootProcessSpeedup を参照下さい。

各ランレベルはその設定に1つのディレクトリーを使い次に記す特定の意味があります。

コンソールからランレベルを、例えば4に、次のようにして変更できます。

$ sudo telinit 4

	注意
	Debian システムは2から5のランレベル間で如何なる意味の違いも事前に付与しません。Debian システムのシステム管理者はこれに変更を加えられます。(つまり Debian は、Red Hat Linux とも Sun Microsystems 社の Solaris とも Hewlett Packard 社の HP-UX とも IBM 社の AIX とも…違います。)

	注意
	Debian システムは7から9のランレベルに対応するディレクトリーをパッケージインストール時に充足することはありません。伝統的な Unix バリアントはこれらのランレベルを使いません。

init(8) か telinit(8) コマンドがランレベルを "<n>" に変更すると、システムは基本的に次のスクリプトを実行します。

1. "/etc/rc<n>.d/" 中の "K" で始まるスクリプト名が、"stop" のみを引数としてアルファベット順に実行されます。(サービス停止)

2. "/etc/rc<n>.d/" 中の "S" で始まるスクリプト名が、"start" のみを引数としてアルファベット順に実行されます。(サービス開始)

例えば、ランレベルのディレクトリーに "S10sysklogd" と "S20exim4" があった時に、"../init.d/exim4" にシムリンクされた "S20exim4" の前に、"../init.d/sysklogd" にシムリンクされた "S10sysklogd" が実行されます。

この単純なシーケンシャル初期化システムは古典的 System V スタイルのブートシステムで、 Debian lenny システムまで使われていました。

これに代わり、最近の Debian システムでは初期化スクリプトを同時並行で実行するように最適化されています。

例えば、次に示す Red Hat Linux のようなランレベルを設定してみます。

これは、"/etc/inittab" ファイルをエディターで変更して起動するランレベル変更し、sysv-rc-conf や bum 等の使いやすいランレベル管理ツールを使ってランレベルを編集することでできます。こうする代わりにコマンドラインだけを使うなら、(gdm3 パッケージをデフォールトでインストールしディスプレーマネージャーとして選択した後に) 次に示すようにします。

# cd /etc/rc2.d ; mv S21gdm3 K21gdm3
# cd /etc ; perl -i -p -e 's/^id:.:/id:3:/' inittab

xdm や gdm3 や sddm や wdm 等のディスプレーマネジャーデーモンを起動する際には "/etc/X11/default-display-manager" ファイルが確認されます。

"/etc/init.d/" の中の各 init スクリプトのデフォールトパラメーターは、"/etc/default/" の中の環境変数のアサインメントのみを含む対応ファイルによって与えられます。このディレクトリー名の選択は Debian システム特定です。それは、Red Hat Linux や他のディストリビューションで使われる "/etc/sysconfig" ディレクトリーにほぼ相当します。例えば、"/etc/default/cron" を使うと "/etc/init.d/cron" がどう機能するかを制御できます。

"/etc/default/rcS" ファイルを使うと motd(5) や sulogin(8) 等のブート時のデフォールトをカスタム化できます。

もしそのような変数の変更で希望の挙動が得られない場合には、init スクリプト自体を変更することができます。これらスクリプトは管理者が編集可能な設定ファイルです。

カーネルがシステムのホスト名を維持管理します。ランレベル S の "/etc/init.d/hostname.sh" にシムリンクされた init スクリプトは、(hostname コマンドを使って) "/etc/hostname" に保存された名前を使ってブート時にホスト名を設定します。このファイルには、完全修飾ドメイン名ではなく、システムのホスト名のみが含まれているべきです。

現在のホスト名を確認するには、hostname(1) を引数無しで実行します。

ルートファイルシステムはカーネル起動時にカーネルによってマウントされますが、他のファイルシステムは次の init スクリプトでランレベル S 中でマウントされます。

• "/proc" と "/sys" 等中のカーネルファイルシステムに関しては、"/etc/init.d/mountkernfs.sh"

• "/dev" 中の仮想ファイルシステムに関しては、"/etc/init.d/mountdevsubfs.sh"

• "/etc/fstab" を使う普通のファイルシステムに関しては "/etc/init.d/mountall.sh"

• "/etc/fstab" を使うネットワークファイルシステムに関しては "/etc/init.d/mountnfs.sh"

カーネルファイルシステム (/proc や /sys や /tmp や /run 他のための procfs や sysfs や tmpfs) のマウントオプションは "/etc/default/rcS" で設定されます。rcS(5) を参照下さい。

通常のディスクやネットワークのファイルシテムのマウントオプションは "/etc/fstab" で設定されます。「マウントオプションによるファイルシステムの最適化」を参照下さい。

ネットワークインターフェースはランレベル S で "/etc/init.d/ifupdown-clean" と "/etc/init.d/ifupdown" にシムリンクされた init スクリプトよって初期化されます。それらの設定に関しては、5章ネットワークの設定を参照下さい。

多くのネットワークサービス (6章ネットワークアプリケーション参照下さい) はブート時に、例えば "/etc/init.d/exim4" にシムリンクされている "/etc/rc2.d/S20exim4" (RUNLEVEL=2 の場合) 等という、マルチユーザーモード下の init スクリプトによってデーモンプロセスとして起動されます。

ネットワークサービスの一部はスーパーサーバー、inetd (もしくはその同等) を用いて必要に応じて起動されます。inetd は、"/etc/init.d/inetd" にシムリンクされた "/etc/rc2.d/S20inetd" (RUNLEVEL=2 の場合) によってブート時に起動されます。基本的に、inetd は一つの実行デーモンにより複数の他デーモンを起動できるようにすることで、システムのロードを下げます。

サービス要求がスーパーサーバー inetd に到達する度に、そのプロトコルとサービスが "/etc/protocols" と "/etc/services" というデーターベースを照覧することで確認されます。さらに inetd は、"/etc/inetd.conf" の中にある通常のインターネットサービスか、"/etc/rpc.conf" の中にある Sun RPC 準拠サービスを照覧します。

時々、inetd が対象となるサーバーを直接起動せずに、対象となるサーバー名を "/etc/inetd.conf" 中に引数とし記載したTCP デーモンラッパープログラム tcpd(8) を起動することがあります。この様な場合には、tcpd は要求を記録し "/etc/hosts.deny" や "/etc/hosts.allow" を用いた追加確認後で適切なサーバープログラムを起動します。

システムのセキュリティーのためにできるだけ多くのネットワークサービスを無効にします。「サーバーのサービスへのアクセスの制限」を参照下さい。

inetd(8) と inetd.conf(5) と protocols(5) と services(5) と tcpd(8) と hosts_access(5) と hosts_options(5) と rpcinfo(8) と portmap(8) と "/usr/share/doc/portmap/portmapper.txt.gz" を参照下さい。

ログファイルとスクリーン上の両方のシステムメッセージに関して、 "/etc/default/rsyslogd" と "/etc/rsyslog.conf" によってカスタム化できます。rsyslogd(8) と rsyslog.conf(5) を参照下さい。さらに「ログアナライザー」を参照下さい。

ログファイルとスクリーン上の両方のカーネルメッセージに関して、"/etc/default/klogd" によってカスタム化できます。このファイル中に "KLOGD='-c 3'" と設定し "/etc/init.d/klogd restart" を実行します。klogd(8) を参照下さい。

エラーメッセージのレベルを次に記すように直接変更してもいいです。

# dmesg -n3

modprobe(8) プログラムは、ユーザープロセスからカーネルモジュールを追加や削除することで実行中の Linux カーネルの設定を可能にします。udev システム (「udev システム」参照下さい) は、その起動を自動化しカーネルモジュールの初期化を補助します。

"/etc/modules" ファイル中にリストしてプリロードする必要のある (modules(5) 参照下さい) 次に記すような非ハードウエアーや特殊ハードウエアーのドライバーモジュールがあります。

modprobe(8) プログラムのための設定ファイルは、modprobe.conf(5) で説明されているように "/etc/modprobes.d/" ディレクトリーの下にあります。(あるカーネルモジュールが自動ロードされるのを避けるには、"/etc/modprobes.d/blacklist" ファイル中にブラックリストします。)

depmod(8) プログラムによって生成される "/lib/modules/<version>/modules.dep" ファイルは、modprobe(8) プログラムによって使われるモジュール依存関係を記述します。

modinfo(8) プログラムは Linux カーネルモジュールに関する情報を表示します。

lsmod(8) プログラムは "/proc/modules" の内容を読みやすい形式にして、どのカーネルモジュールが現在ロードされているかを表示します。