Capítulo 3. A inicialização do sistema

A BIOS é o 1ª etapa do processo de arranque que é iniciado com o evento de ligar a energia. A BIOS que reside na read only memory (ROM) é executada a partir de um endereço de memória particular no qual o contador de programa da CPU é inicializado pelo evento de ligar a energia.

Esta BIOS executa a inicialização básica do hardware (POST: power on self test) e entrega o controle do sistema ao próximo passo que você disponibiliza. A BIOS é normalmente disponibilizada com o hardware.

O ecrã de arranque da BIOS geralmente indica que tecla(s) pressionar para entrar no ecrã de configuração da BIOS para configurar o comportamento da BIOS. As teclas populares são F1, F2, F10, Esc, Ins, e Del. Se o seu ecrã de arranque da BIOS está escondido por um vistoso ecrã gráfico, você pode pressionar algumas teclas como a Esc para o desactivar. Estas teclas dependem fortemente do hardware.

A localização do hardware e prioridade do código iniciado pela BIOS pode ser seleccionado no ecrã de configuração da BIOS. Tipicamente, os primeiros poucos sectores do primeiro dispositivo seleccionado encontrado (disco rígido, disquete, CD-ROM, ...) são carregados para a memória e este código inicial é executado. Este código inicial pode ser um dos seguintes:

Tipicamente, o sistema é arrancado a partir da partição especificada das partições do disco rígido principal. Os primeiros 2 sectores do disco rígido em PCs legacy contêm o master boot record (MBR). A informação de partições do disco incluindo a selecção de arranque é gravada no final deste MBR. O código do primeiro gestor de arranque executado pela BIOS ocupa o resto deste MBR.

O gestor de arranque é o 2º estágio do processo de arranque que é iniciado pela BIOS. Ele carrega a imagem de kernel do sistema e a imagem initrd para a memória e passa o controle para eles. Esta imagem initrd é a imagem do sistema de ficheiros raiz e o seu suporte depende do gestor de arranque utilizado.

O sistema Debian normalmente usa o kernel Linux como kernel predefinido do sistema. A imagem initrd para o kernel Linux 2.6/3.x actual é tecnicamente a initramfs (sistema de ficheiros de RAM inicial). A imagem initramfs é um arquivo de ficheiros cpio gzipado no sistema de ficheiros raiz.

A instalação predefinida do sistema Debian coloca código da primeira etapa do gestor de arranque GRUB no MBR para a plataforma PC. Existem muitos gestores de arranque e opções de configuração disponíveis.

	Atenção
	Não brinque com os gestores de arranque sem ter discos de arranque de recuperação (CD ou disquete) criados a partir de imagens do pacote grub-rescue-pc. Torna-o capaz de arrancar o seu sistema mesmo sem um gestor de arranque funcional no disco rígido.

Para o GRUB Legacy, o ficheiro de configuração do menu está localizado em "/boot/grub/menu.lst". Por exemplo, tem entradas como a seguinte.

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

Para o GRUB 2, o ficheiro de configuração do menu está localizado em "/boot/grub/grub.cfg". É gerado automaticamente pelo "/usr/sbin/update-grub" utilizando modelos de "/etc/grub.d/*" e definições de "/etc/default/grub". Por exemplo, tem entradas como as que se seguem:

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

Para estes exemplos, estes parâmetros do GRUB significam o seguinte.

	Nota
	O valor do número de partição utilizado pelo programa GRUB legacy é menos um que o normal usado pelo kernel Linux e ferramentas utilitárias. O programa GRUB 2 corrige este problema.

	Dica
	Pode ser utilizado o UUID (veja Secção 9.5.3, “Aceder a partição usando UUID”) para identificar um dispositivo especial de bloco em vez do seu nome de ficheiro como "/dev/hda3", ex. "root=UUID=81b289d5-4341-4003-9602-e254a17ac232 ro".

	Dica
	Se for usado o GRUB, o parâmetro de arranque do kernel é definido em /boot/grub/grub.cfg. No sistema Debian, não se deve editar o /boot/grub/grub.cfg directamente. Deve editar o valor de GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT em /etc/default/grub e correr update-grub(8) para actualizar o /boot/grub/grub.cfg.

	Dica
	Você pode iniciar um gestor de arranque a partir de outro gestor de arranque utilizando técnicas chamadas chain loading.

Veja "info grub" e grub-install(8).

O sistema Debian normal é o 4º estágio do processo de arranque que é iniciado pelo mini-sistema Debian. O kernel do sistema para o mini-sistema Debian continua a correr no seu ambiente. O sistema de ficheiros raiz é mudado daquele em memória para o que está no sistema de ficheiros do disco rígido real.

O programa init é executado como o primeiro programa com PID=1 para executar o processo de arranque principal de arrancar muitos programas. O caminho de ficheiro predefinido para o programa init é "/sbin/init" mas pode ser alterado pelo parâmetro de arranque do kernel como "init=/path/to/init_program".

O programa de iniciação predefinido tem sido alterado:

	Dica
	Veja Debian wiki: BootProcessSpeedup para as dicas mais recentes em como acelerar o processo de arranque.

Cada runlevel utiliza um directório para a sua configuração e tem um significado específico conforme o seguinte.

Você pode mudar o runlevel a partir da consola para, por exemplo 4, com o seguinte.

$ sudo telinit 4

	Cuidado
	O sistema Debian não pré-atribui nenhumas diferenças de significado especiais entre os runlevels 2 e 5. O administrador de sistema no sistema Debian pode mudar isto. (Isto é, Debian não é Red Hat Linux nem Solaris da Sun Microsystems nem HP-UX da Hewlett Packard nem AIX da IBM nem …)

	Cuidado
	O sistema Debian não povoa os directórios para os runlevels entre 7 e 9 durante a instalação. As variantes Unix tradicionais não utilizam estes runlevels.

Quando os comandos init(8) ou telinit(8) vão para o runlevel para "<n>", o sistema basicamente executa os scripts de inicialização que se seguem.

1. Os scripts cujos nomes começam com um "K" em "/etc/rc<n>.d/" são executados por ordem alfabética com o único argumento "stop". (matando os serviços)

2. Os scripts cujos nomes começam com um "S" em "/etc/rc<n>.d/" são executados por ordem alfabética com o único argumento "start". (iniciando os serviços)

Por exemplo, se você tiver os links "S10sysklogd" e "S20exim4" num directório de runlevel, o "S10sysklogd" que está simbolicamente ligado a "../init.d/sysklogd" irá correr antes de "S20exim4" que está simbolicamente ligado a "../init.d/exim4".

A inicialização sequencial simples do sistema é o método de arranque tradicional System V e foi utilizado até ao sistema Debian lenny.

Em vez disso, o recente sistema Debian é optimizado para executar os scripts de inicialização de forma concorrente.

Por exemplo, vamos configurar o runlevel do sistema de certa maneira como o Red Hat Linux com o seguinte.

Isto pode ser feito com o editor no ficheiro "/etc/inittab" para alterar o runlevel de arranque e utilizar ferramentas de gestão do runlevel amigas do utilizador como o sysv-rc-conf ou o bum para editar o runlevel. Se utilizar apenas a linha de comandos, aqui está como fazê-lo (após a instalação predefinida do pacote gdm3 e seleccioná-lo para ser o gestor de ecrã escolhido).

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

Por favor note que o ficheiro "/etc/X11/default-display-manager" é verificado quando se arrancam daemons de gestor de ecrã: xdm, gdm3, sddm, e wdm.

O parâmetro predefinido para cada script de init em "/etc/init.d/" é dado pelo ficheiro correspondente em "/etc/default/" o qual contém apenas atribuições das variáveis de ambiente. Esta escolha de nome de directório é específica do sistema Debian. É grosseiramente o equivalente ao directório "/etc/sysconfig" encontrado em Red Hat Linux e outras distribuições. Por exemplo, "/etc/default/cron" pode ser utilizado para controlar como o "/etc/init.d/cron" funciona.

O ficheiro "/etc/default/rcS" pode ser utilizado para personalizar as predefinições no momento de arranque para motd(5), sulogin(8), etc.

Se não conseguir obter o comportamento que deseja ao alterar tais variáveis então pode modificar os scripts de init. Estes são ficheiros de configuração editáveis por administradores de sistemas.

O kernel mantém o nome-de-máquina do sistema. O script init em runlevel S which é ligado simbolicamente a "/etc/init.d/hostname.sh" e define o nome de máquina durante o arranque (utilizando o comando hostname) para o nome armazenado em "/etc/hostname". Este ficheiro deve conter apenas o nome de máquina do sistema, e não um nome de domínio totalmente qualificado.

Para escrever o nome de máquina actual corra hostname(1) sem argumentos.

Apesar do sistema de ficheiros raiz ser montado pelo kernel quando arranca, outros sistemas de ficheiros são montados no runlevel S pelos seguintes scripts de init.

• "/etc/init.d/mountkernfs.sh" para sistemas de ficheiros do kernel em "/proc", "/sys", etc.

• "/etc/init.d/mountdevsubfs.sh" para sistemas de ficheiros virtuais em "/dev"

• "/etc/init.d/mountall.sh" para sistemas de ficheiros normais usando o "/etc/fstab"

• "/etc/init.d/mountnfs.sh" para sistemas de ficheiros de rede usando o "/etc/fstab"

As opções de montagem dos sistemas de ficheiros especiais do kernel (procfs, sysfs, e tmpfs para /proc, /sys, /tmp, /run, etc.) são definidas em "/etc/default/rcS". Veja rcS(5).

As opções de montagem de sistemas de ficheiros de discos normais e de rede são definidas em "/etc/fstab". Veja Secção 9.5.7, “Optimização do sistema de ficheiros por opções de montagem”.

As interfaces de rede são iniciadas no runlevel 5 pelo script de init simbolicamente ligado a "/etc/init.d/ifupdown-clean" e "/etc/init.d/ifupdown". Veja Capítulo 5, Configuração de rede para como os configurar.

Muitos serviços de rede (veja Capítulo 6, Aplicações de rede) são iniciados sob modo de multi-utilizador directamente como processos daemon durante o arranque pelo script de init, ex., "/etc/rc2.d/S20exim4" (para RUNLEVEL=2) o que é um link simbólico para "/etc/init.d/exim4".

Alguns serviços de rede podem ser iniciados a pedido utilizando o super-servidor inetd (ou o seu equivalente). O inetd é iniciado durante o arranque pelo "/etc/rc2.d/S20inetd" (para RUNLEVEL=2) o qual é um link simbólico para "/etc/init.d/inetd". Essencialmente, o inetd permite que um daemon a correr possa invocar vários outros, reduzindo a carga do sistema.

Sempre que um pedido para serviço chega ao super-servidor inetd, o seu protocolo e serviço é identificado ao procura-lo nas bases de dados em "/etc/protocols" e "/etc/services". O inetd então procura um serviço de Internet normal na base de dados "/etc/inetd.conf", ou um serviço baseado em Open Network Computing Remote Procedure Call (ONC RPC)/Sun RPC em "/etc/rpc.conf".

Por vezes, o inetd não arranca o servidor pretendido directamente mas arranca o programa wrapper de TCP, tcpd(8), com o nome do servidor pretendido como seu argumento em "/etc/inetd.conf". Neste caso, o tcpd corre o programa servidor apropriado após registar em log o pedido e fazer algumas verificações adicionais usando "/etc/hosts.deny" e "/etc/hosts.allow".

Para segurança do sistema, desactive o máximo possível de programas de serviço de rede. Veja Secção 4.6.4, “Restringindo acesso a alguns serviços de servidor”.

Veja inetd(8), inetd.conf(5), protocols(5), services(5), tcpd(8), hosts_access(5), hosts_options(5), rpcinfo(8), portmap(8), e "/usr/share/doc/portmap/portmapper.txt.gz".

A mensagem do sistema pode ser personalizada em "/etc/default/rsyslog" e "/etc/rsyslog.conf" quer para o ficheiro de registo quer para as mensagens no ecrã. Veja rsyslogd(8) e rsyslog.conf(5). Veja também Secção 9.2.2, “Analisador de relatório (Log)”.

A mensagem do kernel pode ser personalizada pelo "/etc/default/klogd" para ambos os ficheiros de registo e a visualização no ecrã. Defina "KLOGD='-c 3'" neste ficheiro e execute "/etc/init.d/klogd restart". Veja klogd(8).

Você pode alterar directamente o nível de mensagens de erro fazendo o seguinte.

# dmesg -n3

O programa modprobe(8) permite-nos configurar o kernel Linux em execução a partir do processo de utilizador ao adicionar e remover módulos do kernel. O sistema udev (veja Secção 3.3, “O sistema udev”) automatiza a sua invocação para ajudar na inicialização dos módulos de kernel.

Existem módulos de não-hardware e módulos driver de hardware especial como os seguintes que precisam de ser pré-carregados ao listá-los no ficheiro "/etc/modules" (veja modules(5)).

Os ficheiros de configuração para o programa modprobe(8) estão localizados sob o directório "/etc/modprobes.d/" como explicado em modprobe.conf(5). (Se você deseja evitar que alguns módulos do kernel sejam carregados automaticamente, considere metê-los em lista negra no ficheiro "/etc/modprobes.d/blacklist".)

O ficheiro "/lib/modules/<version>/modules.dep" gerado pelo programa depmod(8) descreve as dependências dos módulos usados pelo programa modprobe(8).

O programa modinfo(8) mostra informação sobre um módulo do kernel Linux.

O programa lsmod(8) formata lindamente o conteúdo de "/proc/modules", e mostra que módulos do kernel que estão actualmente carregados.