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ブートプロセスとsystemd

2022/04/29に公開

Linux起動の流れ

電源ON
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BIOS/UEFIが起動
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ブートローダが起動
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カーネル起動
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initramfsのマウント
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ルートファイルシステムのマウント
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init/systemdの起動
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各サービスが起動し、最後にログイン画面が表示される

BIOS：ハードウェアに一番近いファームウェアの一種。
UEFI：BIOSを改良したファームウェア。（最近のシステムで使われている）
BIOS/UEFIはハードウェアの初期化やチェックを行い、ブートデバイス（HDDやSSD等）を選択して、そこに格納されているブートローダを起動する。

ファームウェア

ハードウェアを動作・制御するソフトウェア（プログラム）のこと
デバイス自体に組み込まれており、デバイスが起動する際に実行される

ブートデバイス

一般的にはHDDやSSDなどのストレージデバイスを使用する
コンピュータが起動する際にブートデバイスにインストールされているOSの起動プログラムが読み込まれる
CD、DVD、USBなどもブートデバイスに指定できる

ブートローダ：カーネルを選択して起動するプログラム
多くのディストリビーションではブートローダとしてGRUBを使用する
GRUB：古い
GRUB2：新しいGRUB　（最近のシステムで使われている）

カーネル：CPU、メモリ、ストレージなどのリソースを制御する
カーネルが起動されるとinitramfsを起動する

initramfs：ルートファイルシステムをルートディレクトリにマウントする
initramfsがルートシステムをマウントすると、カーネルはルートファイルシステムに入っているsystemdを読み込み起動する。

systemd：システム起動時に最初に生成されるプロセスで、デーモンとしてメモリに常駐し、システム全体を統括する。PID（プロセスID）が必ず1となる。
（centos6以前では、initだった）
systemdはシステム稼働に必要な子プロセスを順に生成していき、システムを初期化する。
設定ファイルにしたがってシステムの初期化とサービスの起動を行う。
systemdの設定ファイルはユニットと呼ばれ、12タイプある。
主なユニットタイプ
serviceユニットはサービスの起動と停止に関する設定が記述されている。
targetはユニットをグループ化したもので、システムの起動状態を制御する設定。
systemdはdefault.targetの設定に従ってシステムを起動する。
default.targetはgraphical.target or multi-user.targetへのシンボリックリンクになっている。
graphical.target：システムがGUIモードで起動
multi-user.target：システムがCUIモードで起動
rescue.target：rootユーザのみが利用可能、システムメンテナンス時に利用。

systemdを管理するにはsystemctlコマンドを使う

# アクティブなサービスを表示
systemctl

# インアクティブも含め全てのサービスを表示
systemctl -a

# デフォルトターゲットを確認する
systemctl get-default

# デフォルトターゲットを変更する
systemctl set-dafault multi-user.target

# 稼働中のターゲットをすぐに反映させる
systemctl isolate grahical.target

# シングルユーザーモードにする
systemctl isolate rescue

※シングルユーザーモード：システムメンス時などに一般ユーザーのログインを排除するモード

サービス制御
「サービス名.service」の設定に従って各種サービスを起動する
.serviceは省略可能

# 現在のステータスを確認
systemctl status http.service

# サービスを自動起動する設定
systemctl enable http

# サービスを自動起動すしない設定
systemctl disable http

# サービスの自動起動状態を確認
systemctl is-enabled http

# サービスを起動する
systemctl start http

# サービスを停止する
systemctl stop http

# サービスを再起動する
systemctl restart http

システムの停止・再起動
shutdownコマンド：時刻を指定してシステムの停止・再起動を行う。

# システムをすぐに停止する
shutdown -h now

# システムを5分後に再起動する
shutdown -r 5
# システムを10:30に再起動する
shutdown -r 10:30

# 取り消しする
shutdown -c

その他の停止・再起動コマンド

# 停止
poweroff
systemctl poweroff

# 再起動
reboot
systemctl reboot

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