Chapitre 3. Initialisation du système

L’ interface micrologicielle extensible unifiée UEFI définit un gestionnaire de démarrage dans le cadre de la spécification UEFI. Lorsqu'un ordinateur est démarré, le gestionnaire de démarrage est le 1er étage du processus d’amorçage qui vérifie la configuration de démarrage et, en fonction de ses réglages, exécute alors le chargeur de démarrage ou le noyau du système d'exploitation spécifié (généralement le chargeur de démarrage). La configuration de démarrage est définie par les variables stockées dans la mémoire RAM non volatile, y compris les variables qui indiquent le chemin des systèmes de fichiers vers les chargeurs de démarrage ou les noyaux de système d’exploitation.

Une partition système EFI (ESP) est une partition de périphérique de stockage de données qui est utilisée dans les ordinateurs adhérant à la spécification UEFI. Accédée par le micrologiciel UEFI quand un ordinateur est démarré, elle stocke les applications UEFI et les fichiers dont ces applications ont besoin pour fonctionner, y compris les chargeurs de démarrage du système d'exploitation. (Sur le système patrimonial de PC, BIOS stocké dans le MBR peut être utilisé à la place.)

Le chargeur de démarrage est le 2ème étage du processus de démarrage qui est lancé par l'UEFI. Il charge l'image du noyau du système et l'image initrd dans la mémoire et leur donne le contrôle. Cette image initrd est l'image du système de fichiers racine et sa prise en charge dépend du chargeur de démarrage utilisé.

Le système Debian utilise normalement le noyau Linux comme noyau système par défaut. L’image initrd pour le noyau Linux 5.x actuel est techniquement l’image initramfs (système de fichiers initial en RAM).

Il existe de nombreux chargeurs de démarrage et de nombreuses options de configuration disponibles.

	Avertissement
	Ne jouez pas avec les chargeurs de démarrage sans avoir un média de secours amorçable (clé USB,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 de démarrage fonctionnel sur le disque dur.

Pour le système UEFI, GRUB2 lit d’abord la partition ESP et utilise l’UUID spécifié pour search.fs_uuid dans « /boot/efi/EFI/debian/grub.cfg » pour déterminer la partition du fichier de configuration du menu GRUB2 « /boot/grub/grub.cfg ».

La partie principale du fichier de configuration du menu GRUB2 ressemble à ceci :

menuentry 'Debian GNU/Linux' ... {
        load_video
        insmod gzio
        insmod part_gpt
        insmod ext2
        search --no-floppy --fs-uuid --set=root fe3e1db5-6454-46d6-a14c-071208ebe4b1
        echo    'Loading Linux 5.10.0-6-amd64 ...'
        linux   /boot/vmlinuz-5.10.0-6-amd64 root=UUID=fe3e1db5-6454-46d6-a14c-071208ebe4b1 ro quiet
        echo    'Loading initial ramdisk ...'
        initrd  /boot/initrd.img-5.10.0-6-amd64
}

Pour cette partie de /boot/grub/grub.cfg, cette entrée de menu signifie ce qui suit.

	Astuce
	Vous pouvez activer l'affichage des messages du journal de démarrage du noyau en supprimant quiet dans « /boot/grub/grub.cfg ». Pour une modification persistante, veuillez modifier la ligne « GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="quiet" » dans « /etc/default/grub ».

	Astuce
	Vous pouvez personnaliser l’image de démarrage GRUB en définissant la variable GRUB_BACKGROUND dans « /etc/default/grub » pointant vers le fichier d’image ou en plaçant le fichier d’image lui-même dans « /boot/grub/ ».

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 de démarrage de plusieurs programmes. Le chemin par défaut du programme init est « /usr/sbin/init » mais il peut être modifié en passant un paramètre de démarrage au noyau, comme suit : « init=/chemin/vers/programme_init ».

« /usr/sbin/init » est lié symboliquement à « /lib/systemd/systemd » depuis Debian 8 Jessie (publiée en 2015).

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

Quand le système Debian démarre, /usr/sbin/init lié symboliquement avec /usr/lib/systemd est démarré comme processus de système init (PID=1) propriété du superutilisateur (UID=0). Consulter systemd(1).

Le processus d'initialisation de systemd génère des processus en parallèle en se basant sur les fichiers de configuration des unités (consulter systemd.unit(5)) qui sont écrits dans un style déclaratif au lieu du style procédural de type SysV.

Les processus engendrés sont placés dans des groupes de contrôle Linux individuels nommés d'après l'unité à laquelle ils appartiennent dans la hiérarchie privée de systemd (consulter cgroups et Section 4.7.5, « Caractéristiques de sécurité de Linux »).

Les unités pour le mode système sont chargés à partir du « Chemin de recherche d’unités système » décrit dans systemd.unit(5). Les principales sont les suivantes par ordre de priorité :

Leurs interdépendances sont spécifiées par les directives « Wants= », « Requires= », « Before= », « After= », ... (consulter « MAPPING OF UNIT PROPERTIES TO THEIR INVERSES » dans systemd.unit(5)). Les contrôles de ressources sont également définis (consulter systemd.resource-control(5)).

Le suffixe du fichier de configuration de l'unité encode leurs types comme :

Au démarrage du système (c’est-à-dire init), le processus systemd tente de démarrer le « /lib/systemd/system/default.target (normalement lié symboliquement lié à « graphical.target »). Tout d’abord, certaines unités cibles spéciales (consulter systemd.special(7)) telles que « local-fs.target », « swap.target » et « cryptsetup.target » sont extraites pour monter les systèmes de fichiers. Ensuite, d’autres unités cibles sont également extraites par les dépendances de l’unité cible. Pour plus d’informations, lisez bootup(7).

systemd offre des fonctionnalités de rétrocompatibilité. Les scripts de démarrage de style SysV dans « /etc/init.d/rc[0123456S].d/[KS]nom » sont toujours analysés et telinit(8) est traduit en demandes d’activation d’unité systemd.

Quand un utilisateur se connecte sur un système Debian à l’aide de gdm3(8), sshd(8), etc., /lib/systemd/system --user est démarré comme processus de gestionnaire de services de l’utilisateur, propriété de l’utilisateur correspondant (consulter systemd(1)).

Le gestionnaire systemd de services de l’utilisateur génère des processus en parallèle en se basant sur les fichiers de configuration des unités (consulter systemd.unit(5)) de style déclaratif et user@.service(5)).

Les unités pour le mode utilisateur sont chargées à partir du « Chemin de recherche d’unités de l’utilisateur » décrit dans systemd.unit(5). Les principales sont les suivantes par ordre de priorité :

• « ~/.config/systemd/user/* » : unités de configuration de l’utilisateur ;

• « /etc/systemd/user/* » : unités de l’utilisateur créés par l’administrateur ;

• « /run/systemd/user/* » : unités d’exécution ;

• « /lib/systemd/user/* » : unités de l’utilisateur installées par le gestionnaire de paquets de la distribution.

Elles sont gérées de la même façon que dans la Section 3.2.1, « Initialisation avec Systemd ».

Les options de montage des systèmes ordinaires de fichiers de disque et en réseau sont définies dans « /etc/fstab ». Consulter fstab(5) et Section 9.6.7, « Optimisation du système de fichiers à l’aide des options de montage ».

La configuration du système de fichiers chiffré est définie dans « /etc/crypttab ». Consulter crypttab(5).

La configuration du RAID logiciel avec mdadm(8) est définie dans « /etc/mdadm/mdadm.conf ». Consulter mdadm.conf(5).

Les interfaces réseau sont ordinairement initialisées dans « networking.service » pour l’interface lo et « NetworkManager.service » pour les autres interfaces sur les systèmes de bureau modernes de Debian sous systemd.

Voir Chapitre 5, Configuration du réseau pour savoir comment les configurer.

L’instance du système d’infonuagique peut être lancée comme un clone des « Images officielles de Debian pour l’infonuagique » ou des images similaires. Pour une telle instance de système, les personnalités telles que le nom d’hôte, le système de fichiers, le réseautage, la régionalisation, les clés SSH, les utilisateurs et les groupes peuvent être configurées en utilisant des fonctionnalités fournies par les paquets cloud-init et netplan.io avec plusieurs sources de données telles que les fichiers placés dans l’image originelle du système et des données externes fournies lors de son amorçage. Ces paquets activent la configuration déclarative du système utilisant des données YAML.

Pour plus de détails, consulter « L’infonuagique avec Debian et ses descendants », la « documentation de Cloud-init » et la Section 5.4, « Configuration moderne de réseau pour l’infonuagique ».

Avec l'installation par défaut, de nombreux services réseau (consulter Chapitre 6, Applications réseau) sont démarrés comme processus démon après network.target au démarrage par systemd. Le démon « sshd » ne fait pas exception. Changeons donc cela pour un démarrage sur demande de « sshd » comme exemple de personnalisation.

Tout d’abord, désactivons l’unité de service du système installée.

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

Le système d’activation de socket à la demande des services Unix classiques passait par le superserveur inetd (ou xinetd). Sous systemd, l’équivalent peut être activé en ajoutant les fichiers de configuration d’unité *.socket et *.service.

sshd.socket pour indiquer un socket sur lequel écouté

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

[Socket]
ListenStream=22
Accept=yes

[Install]
WantedBy=sockets.target

sshd@.service comme fichier de service correspondant de sshd.socket

[Unit]
Description=SSH Per-Connection Server

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

Puis rechargez.

 $ sudo systemctl daemon-reload