Chapitre 3. Initialisation du système

Le BIOS est la première étape du processus d’amorçage, il est est démarré par l’événement de mise sous tension. Le BIOS, qui est implanté sur une mémoire à lecture seule (ROM), est exécuté depuis l’adresse mémoire particulière à laquelle le pointeur de programme du processeur est initialisé par l’événement de mise sous tension.

Ce BIOS effectue l’initialisation de base du matériel (POST : autotest à la mise sous tension) (« power on self test ») et passe le contrôle du système à l’étape suivante que vous lui indiquez. Le BIOS est habituellement fourni avec le matériel.

L’écran de démarrage du BIOS indique en général quelle(s) touche(s) presser pour entrer dans l’écran de configuration du BIOS afin de paramétrer son comportement. Des touches courantes sont F1, F2, F10, Échap, Ins et Suppr. Si l’écran de démarrage de votre BIOS est caché par un bel écran graphique, vous pouvez essayer de presser différentes touches comme Échap pour désactiver cet écran. Ces touches dépendent beaucoup du matériel.

L’emplacement du matériel et la priorité du code lancé par le BIOS peuvent être définis depuis l’écran de configuration du BIOS. Typiquement, quelques secteurs de début du premier périphérique sélectionné qui est trouvé (disque dur, disquette, CD-ROM, …) sont chargés en mémoire et le code initial est exécuté. Ce code peut être l’un des suivants :

Typiquement, le système est amorcé depuis la partition spécifiée du disque dur primaire. Les deux premiers secteurs du disque dur d’un PC traditionnel contiennent l’enregistrement maître d’amorçage (MBR). (« master boot record »). Les informations de partition du disque, y compris la sélection de l’amorçage, sont enregistrées à la fin de ce MBR. Le code initial du chargeur d’amorçage exécuté depuis le BIOS occupe le reste de ce MBR.

Le chargeur initial (« boot loader ») est le deuxième étage du processus d’amorçage, il est lancé depuis le BIOS. Il charge en mémoire l’image du noyau du système et l’image initrd et leur passe le contrôle. Cette image mémoire initiale (« initrd image ») est l’image du système de fichiers racine et sa prise en compte dépend du chargeur initial utilisé.

Le système Debian utilise normalement le noyau de Linux comme noyau de système par défaut. L’image mémoire initiale de l’actuel noyau de Linux 2.6/3.x est techniquement l’image initramfs (initial RAM filesystem : système de fichiers initial en mémoire). L’image initramfs est une archive cpio, compressée à l’aide de gzip, des fichiers du système de fichiers racine.

L’installation par défaut du système Debian place, pour la plateforme PC, le premier étage du code du chargeur initial GRUB sur le MBR. Il existe de nombreux chargeurs d’amorçage et d’options de configuration possibles.

	Avertissement
	Ne jouez pas avec les chargeurs d’amorçage sans avoir un support de secours amorçable (CD ou disquette) créé à partir des images du paquet grub-rescue-pc. Il vous permettra de démarrer votre système sans même avoir de chargeur initial fonctionnel sur le disque dur.

Le menu de configuration de GRUB Legacy est situé en « /boot/grub/menu.lst ». Il peut, par exemple, avoir les entrées suivantes :

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

Le fichier de menu de configuration de GRUB 2 est situé en  /boot/grub/grub.cfg ». Il est automatiquement créé par « /usr/sbin/update-grub » depuis les modèles situés dans « /etc/grub.d/* » et les paramètres situés en « /etc/default/grub ». Il peut, par exemple, avoir les entrées suivantes :

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

Les paramètres de GRUB pour ces exemples ont la signification suivante :

	Note
	La valeur du numéro de partition utilisé par le programme « GRUB legacy » est inférieure d’un unité à celle normalement utilisée par le noyau de Linux et les outils utilitaires. Le programme GRUB 2 corrige ce problème.

	Astuce
	Un UUID (consultez Section 9.5.3, « Accès à une partition en utilisant l’UUID ») peut être utilisé pour identifier un périphérique spécial par bloc plutôt que son nom de fichier comme « /dev/hda3 », par exemple, « root=UUID=81b289d5-4341-4003-9602-e254a17ac232 ro ».

	Astuce
	Vous pouvez démarrer un chargeur d’amorçage depuis un autre chargeur d’amorçage en utilisant une technique appelée chargement en chaîne (« chain loading »).

Consultez « info grub » et grub-install(8).

Le système Debian normal est le quatrième étage du processus d’amorçage, il est lancé par le système mini-Debian. Le noyau du système mini-Debian continue de tourner dans cet environnement. Le système de fichiers racine passe de celui en mémoire à celui, réel, lu sur le disque dur.

Le programme init est le premier à être exécuté, assorti du PID=1, afin qu’il accomplisse son rôle de processus principal du démarrage, qui consiste à commander l’exécution de plusieurs programmes. Le chemin par défaut du programme init est « /sbin/init » mais il peut être modifié en passant un paramètre de démarrage au noyau, comme suit : « init=/chemin/vers/programme_init ».

Le programme d’initialisation par défaut a subi des changements :

	Astuce
	Le paquet readahead-fedora peut accélérer le démarrage d’un système équipé d’une quantité suffisante de DRAM.

	Astuce
	Vous trouverez des conseils actualisés pour accélérer le processus de démarrage sur Debian wiki:BootProcessSpeedup.

Chaque niveau de fonctionnement utilise un répertoire pour sa configuration, il possède la signification particulière décrite ci-dessous :

Vous pouvez aussi changer de niveau de fonctionnement depuis la console, par exemple 4 en faisant ce qui suit :

$ sudo telinit 4

	Attention
	Le système Debian n’assigne pas par avance de différence spéciale de signification entre les niveaux de fonctionnement compris entre 2 et 5.. L’administrateur du système d’un système Debian peut modifier ce comportement. (C’est-à-dire que Debian n’est ni Red Hat Linux, ni Solaris de Sun Microsystems, ni HP-UX de Hewlett Packard, ni AIX d’IBM, ni…)

	Attention
	Le système Debian ne remplit pas les répertoires des niveaux d’exécution entre 7 et 9 lors de l’installation. Les variantes d’UNIX traditionnelles n’utilisent pas ces niveaux d’exécution.

Lorsque la commande init(8) ou telinit(8) arrive au niveau « <n> », le système exécute essentiellement les scripts d’initialisation comme suit.

1. Les noms de scripts de « /etc/rc<n>.d/ » commençant par un « K » sont exécutés dans l’ordre alphabétique avec le paramètre unique « stop » (arrêt des services).

2. Les noms de scripts de « /etc/rc<n>.d/ » commençant par un « S » sont exécutés dans l’ordre alphabétique avec le paramètre unique « start » (lancement des services).

Par exemple, si vous avez les liens « S10sysklogd » et « S20exim4 » dans un répertoire de niveau de fonctionnement, « S10sysklogd » qui est lié symboliquement à « ../init.d/sysklogd » sera lancé avant « S20exim4 » qui est lié symboliquement à « ../init.d/exim4 ».

Ce simple système séquentiel d’initialisation est le système de démarrage classique de type System V tel qu’il a été utilisé jusqu’au système Debian Lenny.

Les systèmes Debian récents sont optimisés pour exécuter les scripts simultanément.

Définissons, par exemple, définissons un niveau de fonctionnement du système comme Red Hat Linux de la manière suivante :

Cela peut être fait en éditant le fichier « /etc/inittab » afin de modifier les niveaux de lancement et en utilisant des outils conviviaux de gestion des niveaux de fonctionnement tels que sysv-rc-conf ou bum pour éditer le niveau de fonctionnement. Si vous ne devez utiliser que la ligne de commande, voici comment faire (après l’installation par défaut du paquet gdm3 et sa sélection comme gestionnaire d’affichage).

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

Veuillez noter que le fichier « /etc/X11/default-display-manager » est vérifié lors du démarrage des démons de gestion d’affichage : xdm, gdm3, kdm, et wdm.

Le paramètre par défaut de chacun des scripts d’initialisation de « /etc/init.d/ » est donné par le fichier correspondant se trouvant dans « /etc/default/ » qui ne contient que des assignations de variables d’environnement. Ce choix de nom de répertoire est spécifique au système Debian. Il est en gros l’équivalent du répertoire « /etc/sysconfig » qu’on trouve dans Red Hat Linux et d’autres distributions. Par exemple, « /etc/default/cron » peut être utilisé pour contrôler la manière dont fonctionne « /etc/init.d/cron ».

Le fichier « /etc/default/rcS » peut être utilisé pour personnaliser les valeurs par défaut au moment du démarrage demotd(5), sulogin(8), etc.

Si vous ne pouvez pas obtenir le comportement que vous souhaitez en modifiant ces variables, alors vous pouvez modifier les scripts init eux-mêmes. Ce sont des fichiers de configuration qui peuvent être édités par les administrateurs du système.

Le noyau conserve le nom de machine du système. Le script d’initialisation du niveau de fonctionnement S qui est lié symboliquement à « /etc/init.d/hostname.sh » définit le nom de machine « hostname » au moment du démarrage (en utilisant la commande hostname) avec le nom qui est enregistré dans « /etc/hostname ». Ce fichier ne devra contenirque le nom de machine du système et pas un nom de domaine pleinement qualifié.

Pour afficher le nom de la machine utilisée, lancez la commande hostname (1) sans paramètre.

Alors que le système de fichiers racine est monté par le noyau lors de son démarrage, les autres systèmes de fichiers sont montés dans le niveau de fonctionnement (runlevel) S à l’aide des scripts d’initialisation suivants :

• « /etc/init.d/mountkernfs.sh » pour les systèmes de fichiers du noyau se trouvant en « /proc », « /sys », etc.

• « /etc/init.d/mountdevsubfs.sh » pour les systèmes de fichiers virtuels de « /dev »

• « /etc/init.d/mountall.sh » pour les systèmes de fichiers normaux qui utilisent « /etc /fstab »

• « /etc/init.d/mountnfs.sh » pour les systèmes de fichiers à accès par le réseau en utilisant « /etc/fstab »

Les options de montage des systèmes de fichiers du noyau (procfs, sysfs, et tmpfs pour /proc, /sys, /tmp, /run, etc.) sont configurés dans « /etc/default/rcS ». Consultez rcS(5).

Pour les systèmes de fichiers ordinaires, disque ou réseau, les options de montage sont définies dans « /etc/fstab ». Consultez Section 9.5.7, « Optimisation du système de fichiers à l’aide des options de montage ».

Les interfaces réseau sont initialisées dans le niveau de fonctionnement S par le script d’initialisation ayant un lien symbolique vers « /etc/init.d/ifupdown-clean » et « /etc/init.d/ifupdown ». Consultez Chapitre 5, Configuration du réseau pour la manière de les configurer.

De nombreux services réseau (consultez Chapitre 6, Applications réseau) sont directement démarrés en tant que démons sous le mode multi-utilisateurs lors du démarrage du système par le script d’initialisation, par exemple « /etc/rc2.d/S20exim4 » (pour RUNLEVEL=2) qui est un lien symbolique vers « /etc/init.d/exim4 ».

Certains services réseau peuvent être démarrés à la demande en utilisant le super-serveur inetd (ou un équivalent). inetd est lancé lors au démarrage du système par « /etc/rc2.d/S20inetd » (pour RUNLEVEL=2) qui est un lien symbolique vers « /etc/init.d/inetd ». Fondamentalement, inetd permet à un démon en cours de fonctionnement d’en appeler plusieurs autres, ce qui réduit la charge du système.

Lorsqu’une requête pour un service arrive au super-serveur inetd, le protocole et le service sont identifiés par une recherche dans les bases de données se trouvant dans « /etc/protocols » et « /etc/services ». inetd recherche ensuite un service Internet normal dans la base de données « /etc/inetd.conf » ou un service basé sur Open Network Computing Remote Procedure Call (ONC RPC)/Sun RPC dans « /etc/rpc.conf ».

Parfois, inetd ne lance pas directement le serveur voulu mais exécute le programme d’enveloppe du démon TCP/IP tcpd(8) avec, en paramètre dans « /etc/inetd.conf », le service demandé. Dans ce cas, tcpd lance le serveur approprié après avoir enregistré la requête dans le journal et avoir fait quelques autres vérifications à l’aide de « /etc/hosts.deny » et « /etc/hosts.allow ».

Afin d’assurer la sécurité du système, désactivez autant de services réseau que possible. Consultez Section 4.6.4, « Restreindre l’accès à certains services du serveur ».

Consultez inetd(8), inetd.conf(5), protocols(5), services(5), tcpd(8), hosts_access(5), hosts_options(5), rpcinfo(8), portmap(8) et « /usr/share/doc/portmap/portmapper.txt.gz ».

Les messages du système peuvent être personnalisés au moyen de « /etc/default/rsyslog » et « /etc/rsyslog.conf » à la fois pour le fichier journal et pour l’affichage à l’écran. Consultez rsyslogd(8) et rsyslog.conf(5). Consultez aussi Section 9.2.2, « Analyseur de journaux ».

Les messages du noyau peuvent être personnalisés au moyen de « /etc/init.d/klogd » à la fois pour le fichier journal et l’affichage à l’écran. Positionnez « KLOGD='-c 3' » dans ce fichier et lancez « /etc/init.d/klogd restart ». Consultez klogd(8).

Vous pouvez modifier directement le niveau d’erreur des messages de la manière suivante :

# dmesg -n3

Le programme modprobe(8) nous permet de configurer, depuis un processus utilisateur, un noyau Linux en cours d’exécution en ajoutant ou en supprimant des modules du noyau. Le système udev (consultez Section 3.3, « Le système udev ») en automatise l’appel afin d’aider à l’initialisation du module du noyau.

Il existe des modules non liés au matériel et des modules qui pilotent des éléments matériels particuliers comme les suivants qui demandent à être préchargés en les déclarant dans le fichier « /etc/modules » (consultez modules(5)).

Les fichiers de configuration du programme modprobe(8) se trouvent dans le répertoire « /etc/modprobes.d/ » comme c’est expliqué dans modprobe.conf(5). (Si vous souhaitez que certains modules du noyau ne soient pas chargés automatiquement, vous pouvez les mettre en liste noire dans le fichier« /etc/modprobes.d/blacklist »).

Le fichier « /lib/modules/<version>/modules.dep » généré par le programme depmod(8) décrit les dépendances des modules utilisés par le programme modprobe(8).

Le programme modinfo(8) affiche des informations concernant les modules du noyau.

Le programme lsmod(8) formate de manière agréable le contenu de « /proc/modules », affichant quels sont les modules du noyau actuellement chargés.