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). Questa è un archivio cpio compresso con gzip dei file nel filesystem root.

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 (CD o floppy) 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.

Ogni runlevel usa una directory per la propria configurazione e ha un significato specifico come descritto nella tabella seguente.

Si può cambiare il runlevel dalla console, per esempio a 4, nel modo seguente.

$ sudo telinit 4

	Attenzione
	Il sistema Debian non assegna nessuna differenza significativa airunlevel compresi tra 2 e 5. L'amministratore di un sistema Debian può cambiare questa situazione. (Cioè Debian non è Red Hat Linux né Solaris di Sun Microsystems né HP-UX di Hewlett Packard né AIX di IBM, né …)

	Attenzione
	Il sistema Debian non popola le directory per i runlevel tra 7 e 9 durante l'installazione. Le varianti di Unix tradizionali non usano questi runlevel.

Quando i comandi init(8) o telinit(8) vanno nel runlevel "<n>", il sistema fondamentalmente esegue gli script di inizializzazione nel modo seguente.

1. Gli script in "/etc/rc<n>.d/ il cui nome inizia con una "K" vengono eseguiti in ordine alfabetico con l'unico argomento "stop". (uccisione dei servizi)

2. Gli script in "/etc/rc<n>.d/ il cui nome inizia con una "S" vengono eseguiti in ordine alfabetico con l'unico argomento "start". (avvio dei servizi)

Per esempio, se in una directory di runlevel sono presenti i collegamenti "S10sysklogd" e "S20exim4", "S10sysklogd", che è un collegamento simbolico a "../init.d/sysklogd", viene eseguito prima di "S20exim4", che è un collegamento simbolico a "../init.d/exim4".

Questo semplice sistema di inizializzazione sequenziale è il classico sistema di avvio in stile System V ed è stato usato fino al rilascio Lenny di Debian.

Il sistema Debian recente è stato ottimizzato per eseguire invece gli script di inizializzazione in modo concorrente.

Per esempio, si può impostare il sistema dei runlevel in un modo che ricorda Red Hat Linux nel modo seguente.

Si può ottenre questo modificando con un editor il file "/etc/inittab", per cambiare il runlevel di avvio, e usando strumenti amichevoli di gestione dei runlevel come sysv-rc-conf o bum, per modificare i runlevel. Se si vuole invece usare solamente la riga di comando, si può farlo nel modo seguente (dopo l'installazione standard del pacchetto gdm3 e avendolo selezionato come display manager prescelto).

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

Notare che il file "/etc/X11/default-display-manager" viene controllato quando vengono avviati i demoni per display manager: xdm, gdm3, sddm e wdm.

Il parametro predefinito per ciascun script init in "/etc/init.d/" è dato dal file corrispondente in "/etc/default/" che contiene solamente assegnazioni di variabili d'ambiente. Il nome della directory è una scelta specifica di Debian. È grossomodo l'equivalente della directory "/etc/sysconfig" di Red Hat Linux e altre distribuzioni. Per esempio, si può usare "/etc/default/cron" per controllare il funzionamento di "/etc/init.d/cron".

Il file "/etc/default/rcS" può essere usato per personalizzare impostazioni standard dell'avvio per motd(5), sulogin(8), ecc.

Se non si ottiene il comportamento voluto cambiando queste variabili, si possono modificare gli script init stessi. Questi sono file di configurazione modificabili dall'amministratore di sistema.

Il kernel gestisce il nome host del sistema. Lo script init nel runlevel S, che è un collegamento simbolico a "/etc/init.d/hostname.sh" imposta il nome host del sistema all'avvio (usando il comando hostname) al nome memorizzato in "/etc/hostname". Questo file dovrebbe contenere solamente il nome host del sistema, non un nome di dominio pienamente qualificato.

Per visualizzare il nome host attuale eseguire hostname(1) senza alcun argomento.

Benché il filesystem root sia montato dal kernel quando viene avviato, gli altri filesystem sono montati nel runlevel S dagli scritp init seguenti.

• "/etc/init.d/mountkernfs.sh" per i filesystem del kernel in "/proc", "/sys", ecc.

• "/etc/init.d/mountdevsubfs.sh" per i filesystem virtuali in "/dev"

• "/etc/init.d/mountall.sh" per i filesystem normali, usando "/etc/fstab"

• "/etc/init.d/mountnfs.sh" per i filesystem di rete, usando using"/etc/fstab"

Le opzioni usate per montare gli speciali file system del kernel (procfs, sysfs e tmpfs per /proc, /sys, /tmp, /run, ecc.) sono impostate in "/etc/default/rcS". Vedere rcS(5).

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

Le interfacce di rete sono inizializzate nel runlevel S dagli script init che sono collegamenti simbolici a "/etc/init.d/ifupdown-clean" e "/etc/init.d/ifupdown". VedereCapitolo 5, Impostazione della rete per la loro configurazione.

Molti servizi di rete (vedere Capitolo 6, Applicazioni per la rete) sono avviati nella modalità multi-utente direttamente, come processi demone, all'avvio da script di init, per esempio, "/etc/rc2.d/S20exim4" (per RUNLEVEL=2) che è un collegamento simbolico a "/etc/init.d/exim4".

Alcuni servizi di rete possono essere avviati a richiesta, usando il super-server inetd (o un equivalente). inetd viene avviato all'avvio da "/etc/rc2.d/S20inetd" (per RUNLEVEL=2) che è un collegamento simbolico a "/etc/init.d/inetd". Fondamentalmente inetd permette ad un demone in esecuzione di invocarne svariati altri, riducendo il carico sul sistema.

Quando al super-server inetd arriva una richiesta per un servizio, vengono identificati il suo protocollo e il suo servizio cercandoli nei database in "/etc/protocols" e "/etc/services". inetd quindi cerca un servizio Internet normale nel database "/etc/inetd.conf" o un servizio basato su Open Network Computing Remote Procedure Call (ONC RPC)/Sun RPC in "/etc/rpc.conf".

A volte, inetd non avvia il servizio richiesto direttamente, ma avvia il programma wrapper TCP tcpd(8), con il nome di servizio richiesto, in "/etc/inetd.conf", come argomento. In questo caso, tcpd esegue il programma server appropriato dopo aver fatto la registrazione della richiesta e qualche altro controllo addizionale usando "/etc/hosts.deny" e "/etc/hosts.allow".

Per la sicurezza del sistema è bene disabilitare più servizi di rete possibile. Vedere Sezione 4.6.4, «Limitare l'accesso ad alcuni servizi server».

Vedere 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".

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».

I messaggi del kernel possono essere personalizzati da "/etc/default/klogd" sia per il file di registro sia per la visualizzazione a schermo. Impostare "KLOGD='-c 3'" in tale file ed eseguire "/etc/init.d/klogd restart". Vedere klogd(8).

Si può cambiare direttamente il livello dei messaggi di errore mostrati con il comando seguente.

# dmesg -n3

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.