Capitolo 3. Inizializzazione del sistema

Il BIOS è il primo stadio del processo di avvio che viene avviato dall'accensione. Il BIOS, che risiede nella ROM (read only memory, memoria in sola lettura) è eseguito da un particolare indirizzo di memoria al quale è inizializzato, dall'accensione, il contatore di programma della CPU.

Il BIOS effettua l'inizializzazione base dell'hardware (POST (power on self test, auto-test di accensione) e passa il controllo del sistema allo stadio successivo fornito dall'utente. Il BIOS è di solito fornito con l'hardware.

La schermata di avvio del BIOS indica solitamente quale tasto o tasti premere per entrare nella schermata di impostazioni del BIOS, per configurarne il comportamento. Tasti comunemente usati sono F1, F2, F10, Esc, Ins e Canc. Se la schermata di avvio del BIOS è nascosta da una bella schermata grafica, si può premere dei tasti, come Esc, per disabilitarla. Quali tasti vadano premuti dipende fortemente dall'hardware.

Dalla schermata di impostazioni del BIOS si può scegliere la posizione hardware e la priorità del codice avviato dal BIOS. Tipicamente vengono caricati in memoria i primi pochi settori del primo dispositivo selezionato trovato (disco fisso, dischetto floppy, CD-ROM, ...) e viene eseguito questo codice iniziale che può essere una qualsiasi tra le cose seguenti.

Tipicamente il sistema viene avviato dalla partizione specificata del disco fisso primario. I primi 2 settori del disco fisso nei PC vecchi contengono ilmaster boot record (MBR). Le informazioni sulle partizioni del disco, inclusa la selezione per l'avvio sono memorizzate alla fine di questo MBR. Il primo codice boot loader eseguito dal BIOS occupa la parte restante di questo MBR.

Il bootloader è il secondo stadio del processo di avvio che è iniziato dal BIOS. Carica l'immagine kernel del sistema e l'immagine initrd in memoria e passa il controllo ad essi. L'immagine initrd è l'immagine del file system radice ed il suo supporto dipende dal bootloader usato.

Il sistema Debian normalmente usa il kernel Linux come kernel predefinito del sistema. L'immagine initrd dell'attuale kernel Linux 2.6/3.x è tecnicamente l'immagine initramfs (initial RAM filesystem, file system RAM iniziale). L'immagine initrd di base è un archivio cpio compresso dei file nel file system root. Il kernel può aggiornare microcodice nelle primissime fasi dell'avvio prima di caricare l'immagine initrd di base. Ciò è facilitato dall'immagine initrd combinata che è un frammento di microcodice binario in formato cpio non compresso seguito dall'immagine initrd di base.

L'installazione predefinita del sistema Debian posiziona, per la piattaforma PC, il codice di primo stadio del bootloader GRUB nell'MBR. Sono disponibili molti bootloader e opzioni di configurazione.

	Avvertimento
	Non mettere mano ai bootloader senza aver creato supporti avviabili di ripristino (chiavette USB, CD o floppy) create da immagini nel pacchetto grub-rescue-pc. Questo permette di avviare il sistema anche senza un bootloader funzionante sul disco fisso.

Per GRUB Legacy, il file di configurazione del menu è "/boot/grub/menu.lst". Contiene, per esempio, delle voci come quella seguente.

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

Per GRUB 2, il file di configurazione del menu è "/boot/grub/grub.cfg". Viene generato automaticamente da "/usr/sbin/update-grub" usando modelli da "/etc/grub.d/*" e impostazioni da "/etc/default/grub". Contiene, per esempio, delle voci come quella seguente.

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

Negli esempi precedenti i parametri di GRUB hanno i seguenti significati.

	Nota
	Il valore per il numero di partizione usato dal programma GRUB Legacy è minore di uno rispetto a quello normale usato dal kernel Linux e dagli strumenti di utilità. il programma GRUB 2 ha risolto questo problema.

	Suggerimento
	Per identificare un particolare dispositivo a blocchi si può usare il suo UUID (vedere Sezione 9.5.3, «Accedere alle partizioni usando UUID») invece del suo nome file come "/dev/hda3", ad esempio "root=UUID=81b289d5-4341-4003-9602-e254a17ac232 ro".

	Suggerimento
	Se viene usato GRUB, il parametro di avvio del kernel viene impostato in /boot/grub/grub.cfg. Nei sistemi Debian non si dovrebbe modificare direttamente il file /boot/grub/grub.cfg. Si dovrebbe modificare il valore GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT in /etc/default/grub ed eseguire update-grub(8) per aggiornare /boot/grub/grub.cfg.

	Suggerimento
	Si può avviare un bootloader da un altro bootloader usando una tecnica chiamata caricamento a catena.

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

Il sistema Debian normale è il quarto stadio del processo di avvio che viene iniziato dal mini-sistema Debian. Il kernel di sistema del mini-sistema Debian continua ad essere in esecuzione anche in questo ambiente. Il filesystem root viene cambiato da quello in memoria all'effettivo filesystem sul disco fisso.

Il programma init viene eseguito come primo programma con PID=1 per effettuare il processo principale di avvio di far partire molti programmi. Il percorso di file predefinito per il programma init è «/sbin/init», ma può essere cambiato con un parametro di avvio del kernel come in «init=/percorso/del/programma_init».

Il programma init predefinito ha subito cambiamenti:

	Suggerimento
	Vedere la pagina del Wiki Debian sulla velocizzazione del processo di avvio per i più recenti suggerimenti su come velocizzare il processo di avvio.

Le opzioni usate per montare i file system normali dei dischi e di rete sono impostate in "/etc/fstab". Vedere fstab(5) e Sezione 9.5.7, «Ottimizzare il file system con opzioni di mount».

La configurazione dei file system cifrati è impostata in "/etc/crypttab". Vedere crypttab(5)

Vedere wvdial(1) e wvdial.conf(5).

Le interfacce di rete sono tipicamente inizializzate in "networking.service" per l'interfaccia lo e "NetworkManager.service" per le altre interfacce nei moderni sistemi desktop Debian che usano systemd.

Vedere Capitolo 5, Impostazione della rete per come configurarle.

I messaggi di errore del kernel visualizzati nella console possono essere configurati impostando il loro livello di soglia.

# dmesg -n3

Sotto systemd sia i messaggi del kernel sia quelli di sistema sono registrati nei log dal servizio journal systemd-journald.service (alias journald) o in dati binari persistenti dentro "/var/log/journal" o in dati binari volatili dentro "/run/log/journal/". A questi dati binari di log si può accedere tramite il comando journalctl(1).

Sotto systemd l'utilità di log del sistema rsyslogd(8) cambia il proprio comportamento per leggere i dati di log vinari volatili (invece dello standard pre-systemd "/dev/log") e per creare dati di log di sistema ASCII tradizionali permanenti.

I messaggi di sistema possono essere personalizzati da "/etc/default/rsyslog" e "/etc/rsyslog.conf" sia per il file di registro sia per la visualizzazione a schermo. Vedere rsyslogd(8) e rsyslog.conf(5). Vedere anche Sezione 9.2.2, «Analizzatori di registro».

systemd offre non solo un sistema init, ma anche funzionalità generiche di gestione del sistema, come registrazione di log, gestione dei login, gestione del tempo e della rete, ecc.

systemd(1) è gestito da vari comandi:

• il comando systemctl(1) controlla il gestore di sistemi e servizi systemd (CLI),

• il comando systemsdm(1) controlla il gestore di sistemi e servizi systemd (GUI),

• il comando journalctl(1) interroga il giornale di log di systemd,

• il comando loginctl(1) controlla il gestore di login di systemd e

• systemd-analyze(1) analizza le prestazioni di avvio del sistema.

Ecco un elenco di esempi di comandi tipici per la gestione di systemd.

Negli esempi soprastanti "$unit" può essere un singolo nome di unità (suffissi come .service e .target sono opzionali) o, in molti casi, la specifica di più unità (con glob in stile shell "*", "?", "[]" usando fnmatch(3) con corrispondenze con i nomi primari di tutte le unità attualmente in memoria).

I comandi che cambiano lo stato del sistema negli esempi soprastanti sono tipicamente preceduti da "sudo" per ottenere i privilegi amministrativi necessari.

L'output di "systemctl status $unit|$PID|$device" usa il colore del puntino ("●") per riassumere lo stato dell'unità a prima vista.

• Un "●" bianco indica uno stato "inattivo" o "deattivato".

• Un "●" rosso indica uno stato di "fallimento" o "errore".

• Un "●" verde indica uno stato "attivo", "in ricaricamento" o "in attivazione".

Con l'installazione predefinita molti servizi di rete (vedere Capitolo 6, Applicazioni per la rete) vengono avviati come processi demone dopo network.target al momento dell'avvio di sistema da systemd. "sshd non fa eccezione. Come esempio di personalizzazione cambiamo questo comportamento nell'avvio on-demand di "sshd".

Come prima cosa disabilitare l'unità di servizio installata dal sistema.

 $ sudo systemctl stop sshd.service
 $ sudo systemctl mask sshd.service

Il sistema di attivazione on-demand dei socket dei servizi classici Unix avveniva attraverso il superserver inetd. Con systemd il comportamento equivalente può essere abilitato aggiungendo file di configurazione di unità *.socket e *.service.

sshd.socket per specificare un socket su cui restare in ascolto

[Unit]
Description=SSH Socket for Per-Connection Servers

[Socket]
ListenStream=22
Accept=yes

[Install]
WantedBy=sockets.target

sshd@.service come file di servizio corrispondente di sshd.socket

[Unit]
Description=SSH Per-Connection Server

[Service]
ExecStart=-/usr/sbin/sshd -i
StandardInput=socket

Poi ricaricare.

 $ sudo systemctl daemon-reload

Il programma modprobe(8) permette di configurare il kernel Linux in esecuzione da processi utente, aggiungendo e rimuovendo moduli del kernel. Il sistema udev (vedere Sezione 3.3, «Il sistema udev») automatizza la sua invocazione per facilitare l'inizializzazione dei moduli del kernel.

Ci sono moduli non-hardware e speciali moduli con driver hardware, come quelli elencati in seguito, che devono essere precaricati elencandoli nel file "/etc/modules" (vedere modules(5)).

I file di configurazione per il programma modprobe(8) sono contenuti nella directory "/etc/modprobes.d/", come spiegato in modprobe.conf(5). (Se si desidera evitare l'autocaricamento di alcuni moduli del kernel, considerare la loro aggiunta nella lista nera nel file "/etc/modprobes.d/blacklist".)

Il file "/lib/modules/<versione>/modules.dep" generato dal programma depmod(8) descrive le dipendenze dei moduli usate dal programma modprobe(8).

Il programma modinfo(8) mostra informazioni su un modulo del kernel Linux.

Il programma lsmod(8) formatta in un bel modo i contenuti di "/proc/modules", mostrando quali moduli del kernel siano attualmente caricati.