Linux ブート SysVinit systemd

Last updated at 2025-08-18Posted at 2025-07-01

【はじめに】

電源を入れてから OS が起動するまでの処理を ブート（boot） または、より広義には ブートストラップ（bootstrap） と呼ぶ。

ブート手順はアーキテクチャによって異なる。

電源 ON
ファームウェアが起動
ブートローダが起動
カーネルが起動
init（または systemd）が起動
ランレベル（SysVinit）またはターゲット（systemd）に応じたサービスが起動

ACPI

advanced configuration and power interface

電力を管理するための規格。

電源ボタンを押す
ノートPCを開ける・閉じる

などの物理的操作によって ACPI イベントが発生する。イベントは acpid デーモンによって処理される。

ブートローダ

Boot Loader

GRUB（Grand Unified Bootloader）に代表される、カーネルをメモリにロードして起動するプログラム。

GRUB Legacy
GRUB 2
- Linux で最も一般的
systemd-boot
- systemd と統合されている
rEFInd
- マルチブート
- GUI
Windows Boot Manager
- Windows 専用（UEFI）

GRUB Legacy では /boot/grub/menu.lst や /boot/grub/grub.conf が設定ファイルに使われる。

GRUB 2 では /boot/grub/grub.cfg が設定ファイルに使われる（BIOS、UEFI を問わず）。

複数の OS がインストールされている PC などで、どの OS を起動するかを選択できる機能を デュアルブート や、マルチブート という。

`/etc/default/grub`

GRUB 2 の設定ファイル（/boot/grub/grub.cfg）を作成するためのテンプレートファイル。

/boot/grub/grub.cfg は $ grub-mkconfig によって /etc/default/grub から生成される。

更新後は $ update-grub コマンドを実行することで /etc/default/grub、/etc/grub.d/ を元に /boot/grub/grub.cfg が再生成される。

項目	説明
`GRUB_DEFAULT`	デフォルトで選ばれるメニューエントリ（数値または名前）。
`GRUB_TIMEOUT`	メニューを表示する秒数。
`GRUB_DISTRIBUTOR`	配布名表示（通常は自動）。
`GRUB_CMDLINE_LINUX`	カーネルに渡すパラメータ。すべてのカーネル起動モード（回復モードも含む）に適用される。
`GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT`	カーネルに渡すパラメータ。通常の GUI モードでの起動時にのみ適用される。
`GRUB_DISABLE_RECOVERY`	回復モードを表示しない。
`GRUB_GFXMODE`	GRUB の画面解像度（`1024x768`）。
`GRUB_BACKGROUND`	背景画像。

/etc/default/grub

# If you change this file, run 'update-grub' afterwards to update
# /boot/grub/grub.cfg.
# For full documentation of the options in this file, see:
#   info -f grub -n 'Simple configuration'

GRUB_DEFAULT=0
GRUB_TIMEOUT_STYLE=hidden
GRUB_TIMEOUT=0
GRUB_DISTRIBUTOR=`( . /etc/os-release; echo ${NAME:-Ubuntu} ) 2>/dev/null || echo Ubuntu`
GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT=""
GRUB_CMDLINE_LINUX=""

# If your computer has multiple operating systems installed, then you
# probably want to run os-prober. However, if your computer is a host
# for guest OSes installed via LVM or raw disk devices, running
# os-prober can cause damage to those guest OSes as it mounts
# filesystems to look for things.
#GRUB_DISABLE_OS_PROBER=false

# Uncomment to enable BadRAM filtering, modify to suit your needs
# This works with Linux (no patch required) and with any kernel that obtains
# the memory map information from GRUB (GNU Mach, kernel of FreeBSD ...)
#GRUB_BADRAM="0x01234567,0xfefefefe,0x89abcdef,0xefefefef"

# Uncomment to disable graphical terminal
#GRUB_TERMINAL=console

# The resolution used on graphical terminal
# note that you can use only modes which your graphic card supports via VBE
# you can see them in real GRUB with the command `vbeinfo'
#GRUB_GFXMODE=640x480

# Uncomment if you don't want GRUB to pass "root=UUID=xxx" parameter to Linux
#GRUB_DISABLE_LINUX_UUID=true

# Uncomment to disable generation of recovery mode menu entries
#GRUB_DISABLE_RECOVERY="true"

# Uncomment to get a beep at grub start
#GRUB_INIT_TUNE="480 440 1"

`/boot/grub/menu.lst`

GRUB Legacy の設定ファイル。

/boot/grub/grub.conf や /etc/grub.conf がシンボリックリンクに紐付けられていることが多い。

`/boot/grub/grub.cfg`

GRUB 2 の設定ファイル。

手動更新はしない。

手動編集するのは、テンプレートファイル /etc/default/grub の方で、$ update-grub の実行によって生成される。

/boot/grub/grub.cfg は自分で編集してはいけない。

/boot/grub/grub.cfg

#
# DO NOT EDIT THIS FILE
#
# It is automatically generated by grub-mkconfig using templates
# from /etc/grub.d and settings from /etc/default/grub
#

### BEGIN /etc/grub.d/00_header ###
if [ -s $prefix/grubenv ]; then
  set have_grubenv=true
  load_env
fi
if [ "${initrdfail}" = 2 ]; then
   set initrdfail=
elif [ "${initrdfail}" = 1 ]; then
   set next_entry="${prev_entry}"
   set prev_entry=
   save_env prev_entry
   if [ "${next_entry}" ]; then
      set initrdfail=2
   fi
fi
if [ "${next_entry}" ] ; then
   set default="${next_entry}"
   set next_entry=
   save_env next_entry
   set boot_once=true
else
   set default="0"
fi

if [ x"${feature_menuentry_id}" = xy ]; then
  menuentry_id_option="--id"
else
  menuentry_id_option=""
fi

export menuentry_id_option

if [ "${prev_saved_entry}" ]; then
  set saved_entry="${prev_saved_entry}"
  save_env saved_entry
  set prev_saved_entry=
  save_env prev_saved_entry
  set boot_once=true
fi

function savedefault {
  if [ -z "${boot_once}" ]; then
    saved_entry="${chosen}"
    save_env saved_entry
  fi
}
function initrdfail {
    if [ -n "${have_grubenv}" ]; then if [ -n "${partuuid}" ]; then
      if [ -z "${initrdfail}" ]; then
        set initrdfail=1
        if [ -n "${boot_once}" ]; then
          set prev_entry="${default}"
          save_env prev_entry
        fi
      fi
      save_env initrdfail
    fi; fi
}
function recordfail {
  set recordfail=1
  if [ -n "${have_grubenv}" ]; then if [ -z "${boot_once}" ]; then save_env recordfail; fi; fi
}
function load_video {
  if [ x$feature_all_video_module = xy ]; then
    insmod all_video
  else
    insmod efi_gop
    insmod efi_uga
    insmod ieee1275_fb
    insmod vbe
    insmod vga
    insmod video_bochs
    insmod video_cirrus
  fi
}

if [ x$feature_default_font_path = xy ] ; then
   font=unicode
else
insmod part_gpt
insmod lvm
insmod ext2
set root='lvmid/xBVWvM-evpK-g65F-VoTg-pHDU-QYuM-nrisOJ/ZYDF4w-P7Bb-xBaw-YQt5-0f4i-RADe-CpV3ba'
if [ x$feature_platform_search_hint = xy ]; then
  search --no-floppy --fs-uuid --set=root --hint='lvmid/xBVWvM-evpK-g65F-VoTg-pHDU-QYuM-nrisOJ/ZYDF4w-P7Bb-xBaw-YQt5-0f4i-RADe-CpV3ba'  0ef24c83-c0a3-4caf-978f-fbb4213750a0
else
  search --no-floppy --fs-uuid --set=root 0ef24c83-c0a3-4caf-978f-fbb4213750a0
fi
    font="/usr/share/grub/unicode.pf2"
fi

if loadfont $font ; then
  set gfxmode=auto
  load_video
  insmod gfxterm
  set locale_dir=$prefix/locale
  set lang=en_US
  insmod gettext
fi
terminal_output gfxterm
if [ "${recordfail}" = 1 ] ; then
  set timeout=30
else
  if [ x$feature_timeout_style = xy ] ; then
    set timeout_style=hidden
    set timeout=0
  # Fallback hidden-timeout code in case the timeout_style feature is
  # unavailable.
  elif sleep --interruptible 0 ; then
    set timeout=0
  fi
fi
### END /etc/grub.d/00_header ###

### BEGIN /etc/grub.d/05_debian_theme ###
set menu_color_normal=white/black
set menu_color_highlight=black/light-gray
### END /etc/grub.d/05_debian_theme ###

### BEGIN /etc/grub.d/10_linux ###
function gfxmode {
	set gfxpayload="${1}"
	if [ "${1}" = "keep" ]; then
		set vt_handoff=vt.handoff=7
	else
		set vt_handoff=
	fi
}
if [ "${recordfail}" != 1 ]; then
  if [ -e ${prefix}/gfxblacklist.txt ]; then
    if [ ${grub_platform} != pc ]; then
      set linux_gfx_mode=keep
    elif hwmatch ${prefix}/gfxblacklist.txt 3; then
      if [ ${match} = 0 ]; then
        set linux_gfx_mode=keep
      else
        set linux_gfx_mode=text
      fi
    else
      set linux_gfx_mode=text
    fi
  else
    set linux_gfx_mode=keep
  fi
else
  set linux_gfx_mode=text
fi
export linux_gfx_mode
menuentry 'Ubuntu' --class ubuntu --class gnu-linux --class gnu --class os $menuentry_id_option 'gnulinux-simple-0ef24c83-c0a3-4caf-978f-fbb4213750a0' {
	recordfail
	load_video
	gfxmode $linux_gfx_mode
	insmod gzio
	if [ x$grub_platform = xxen ]; then insmod xzio; insmod lzopio; fi
	insmod part_gpt
	insmod ext2
	search --no-floppy --fs-uuid --set=root 21c070f5-e452-4356-ad89-03e6f192e2e3
	linux	/vmlinuz-6.8.0-63-generic root=/dev/mapper/ubuntu--vg-ubuntu--lv ro  
	initrd	/initrd.img-6.8.0-63-generic
}
submenu 'Advanced options for Ubuntu' $menuentry_id_option 'gnulinux-advanced-0ef24c83-c0a3-4caf-978f-fbb4213750a0' {
	menuentry 'Ubuntu, with Linux 6.8.0-63-generic' --class ubuntu --class gnu-linux --class gnu --class os $menuentry_id_option 'gnulinux-6.8.0-63-generic-advanced-0ef24c83-c0a3-4caf-978f-fbb4213750a0' {
		recordfail
		load_video
		gfxmode $linux_gfx_mode
		insmod gzio
		if [ x$grub_platform = xxen ]; then insmod xzio; insmod lzopio; fi
		insmod part_gpt
		insmod ext2
		search --no-floppy --fs-uuid --set=root 21c070f5-e452-4356-ad89-03e6f192e2e3
		echo	'Loading Linux 6.8.0-63-generic ...'
		linux	/vmlinuz-6.8.0-63-generic root=/dev/mapper/ubuntu--vg-ubuntu--lv ro  
		echo	'Loading initial ramdisk ...'
		initrd	/initrd.img-6.8.0-63-generic
	}
	menuentry 'Ubuntu, with Linux 6.8.0-63-generic (recovery mode)' --class ubuntu --class gnu-linux --class gnu --class os $menuentry_id_option 'gnulinux-6.8.0-63-generic-recovery-0ef24c83-c0a3-4caf-978f-fbb4213750a0' {
		recordfail
		load_video
		insmod gzio
		if [ x$grub_platform = xxen ]; then insmod xzio; insmod lzopio; fi
		insmod part_gpt
		insmod ext2
		search --no-floppy --fs-uuid --set=root 21c070f5-e452-4356-ad89-03e6f192e2e3
		echo	'Loading Linux 6.8.0-63-generic ...'
		linux	/vmlinuz-6.8.0-63-generic root=/dev/mapper/ubuntu--vg-ubuntu--lv ro recovery nomodeset 
		echo	'Loading initial ramdisk ...'
		initrd	/initrd.img-6.8.0-63-generic
	}
	menuentry 'Ubuntu, with Linux 6.8.0-62-generic' --class ubuntu --class gnu-linux --class gnu --class os $menuentry_id_option 'gnulinux-6.8.0-62-generic-advanced-0ef24c83-c0a3-4caf-978f-fbb4213750a0' {
		recordfail
		load_video
		gfxmode $linux_gfx_mode
		insmod gzio
		if [ x$grub_platform = xxen ]; then insmod xzio; insmod lzopio; fi
		insmod part_gpt
		insmod ext2
		search --no-floppy --fs-uuid --set=root 21c070f5-e452-4356-ad89-03e6f192e2e3
		echo	'Loading Linux 6.8.0-62-generic ...'
		linux	/vmlinuz-6.8.0-62-generic root=/dev/mapper/ubuntu--vg-ubuntu--lv ro  
		echo	'Loading initial ramdisk ...'
		initrd	/initrd.img-6.8.0-62-generic
	}
	menuentry 'Ubuntu, with Linux 6.8.0-62-generic (recovery mode)' --class ubuntu --class gnu-linux --class gnu --class os $menuentry_id_option 'gnulinux-6.8.0-62-generic-recovery-0ef24c83-c0a3-4caf-978f-fbb4213750a0' {
		recordfail
		load_video
		insmod gzio
		if [ x$grub_platform = xxen ]; then insmod xzio; insmod lzopio; fi
		insmod part_gpt
		insmod ext2
		search --no-floppy --fs-uuid --set=root 21c070f5-e452-4356-ad89-03e6f192e2e3
		echo	'Loading Linux 6.8.0-62-generic ...'
		linux	/vmlinuz-6.8.0-62-generic root=/dev/mapper/ubuntu--vg-ubuntu--lv ro recovery nomodeset 
		echo	'Loading initial ramdisk ...'
		initrd	/initrd.img-6.8.0-62-generic
	}
}

### END /etc/grub.d/10_linux ###

### BEGIN /etc/grub.d/10_linux_zfs ###
### END /etc/grub.d/10_linux_zfs ###

### BEGIN /etc/grub.d/20_linux_xen ###

### END /etc/grub.d/20_linux_xen ###

### BEGIN /etc/grub.d/25_bli ###
if [ "$grub_platform" = "efi" ]; then
  insmod bli
fi
### END /etc/grub.d/25_bli ###

### BEGIN /etc/grub.d/30_os-prober ###
### END /etc/grub.d/30_os-prober ###

### BEGIN /etc/grub.d/30_uefi-firmware ###
if [ "$grub_platform" = "efi" ]; then
	fwsetup --is-supported
	if [ "$?" = 0 ]; then
		menuentry 'UEFI Firmware Settings' $menuentry_id_option 'uefi-firmware' {
			fwsetup
		}
	fi
fi
### END /etc/grub.d/30_uefi-firmware ###

### BEGIN /etc/grub.d/35_fwupd ###
### END /etc/grub.d/35_fwupd ###

### BEGIN /etc/grub.d/40_custom ###
# This file provides an easy way to add custom menu entries.  Simply type the
# menu entries you want to add after this comment.  Be careful not to change
# the 'exec tail' line above.
### END /etc/grub.d/40_custom ###

### BEGIN /etc/grub.d/41_custom ###
if [ -f  ${config_directory}/custom.cfg ]; then
  source ${config_directory}/custom.cfg
elif [ -z "${config_directory}" -a -f  $prefix/custom.cfg ]; then
  source $prefix/custom.cfg
fi
### END /etc/grub.d/41_custom ###

`/boot/grub/device.map`

BIOS や UEFI の「ディスク番号」とカーネルが認識する「デバイスファイル（/dev/sd1 など）」を対応付けるためのファイル。

$ grub-install によって自動的に生成される。

GRUB では、ディスクを以下のように扱う。

hd0：1 番目のハードディスク
hd1：2 番目のハードディスク

一方で、カーネルはデバイスを /dev/sda や /dev/sdb などのように認識するため、これを紐づけるために以下のような記述がされる。

/boot/grub/device.map

(hd0)   /dev/sda
(hd1)   /dev/sdb

`$ grub-install` / `$ grub2-install`

GRUB Legacy をシステムにインストールする

$ grub-install インストール先ディスク

GRUB 2 をシステムにインストールする

$ grub2-install インストール先ディスク

例

$ grub-install /dev/sda

例

$ grub2-install /dev/sda

`$ grub-mkconfig` / `$ grub2-mkconfig`

GRUB 2 用の設定ファイル生成コマンド。

Debian 系（Debian、Ubuntu）では $ grub-mkconfig が使用され、Red Hat 系（CentOS、Fedora、RHEL）では $ grub2-mkconfig が用いられる。いずれも機能は同じ。

テンプレートファイルの /etc/default/grub ファイルと、/etc/grub.d/ のスクリプト群を元に、指定された出力先に設定ファイルを生成することができる。

出力先を指定して設定ファイルを生成する（--output）

$ grub-mkconfig -o /boot/grub/grub.cfg

出力先を指定して設定ファイルを生成する（--output）

$ grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg

`$ update-grub`

GRUB の設定ファイルを更新するためのコマンド。

/etc/default/grub と /etc/grub.d/ を元に /boot/grub/grub.cfg を再生成する。

/boot/grub/grub.cdg を再生成する

$ update-grub

ファームウェア

Firmware

BIOS （Basic Input / Output System）や UEFI （Unified Extensible Firmware Interface）に代表される、デバイスを制御するためのプログラム。

実体はソフトウェアでありながら、ハードウェアとソフトウェアの中間的な存在として位置づけられるため ファームウェア と呼ばれる（firm = 固い、堅牢）。

UEFI は BIOS の後継プログラムであり、両者は別々のものだが、BIOS という用語が広く定着しているために UEFI を指して BIOS を言うことがある。

以前は不揮発性の ROM に格納されていたが、現在は書き換え可能な EEPROM やフラッシュメモリに格納されており、ファームウェア更新も可能になっている。

また UEFI には、デジタル署名済みの信頼できるソフトウェアだけを起動するセキュリティ機能（セキュアブート）もある。

BIOS vs UEFI

BIOS のブートローダも、UEFI のブートローダも、どちらも役割は カーネルを起動すること だが、格納されている場所や起動方法が異なる。

違い	BIOS	UEFI
格納先	マザーボード上の ROM	フラッシュメモリ
ブートローダ	第 1 段階は MBR 先頭 512 byte 第 2 段階以降は別領域に存在	`.efi` ファイル（EFI アプリケーション）
読み込み対象	`1` ~ `512` byte（1 セクタ）	ファイルシステム（FAT32）上のファイル
パーティション方式	主に MBR	主に GPT
セキュアブート	ない	ある

※ MBR：master boot record
※ GPT：GUID partition table
※ BIOS で GPT を扱うにはブートローダのカスタマイズが必要なため、一般には MBR が使われる。
※ UEFI では GPT が推奨されているが、一部の構成では MBR との併用も可能。

BIOS のブートローダ

BIOS のブートローダは、MBR のディスクの先頭 512 byte に直接書き込まれている。

byte	内容
`0` ~ `445`	第 1 段階のブートローダ
`446` ~ `509`	パーティションテーブル（最大 4 個、各 16 byte、計 64 byte）
`510` ~ `511`	シグネチャ（固定値：`0x55AA`）これがない場合、BIOS はディスクを「ブートできない」と判断して、エラーメッセージ（例：`No bootable device`）を表示したり、次のデバイスに切り替えたりする。

ディスクの 1 セクタが 512 byte であることを背景として、BIOS は起動時に MBR の先頭 512 byte を読み込むように設計されており、パーティションテーブルもその中に収まるよう定義されている。

ただし、この中に格納されるブートローダは「第 1 段階のブートローダ」であり、「第 2 段階のブートローダ」は MBR の外側（ディスクの空き容量や /boot/grub/）に格納されている。設定ファイル /boot/grub/grub.cfg も同じディレクトリに含まれている。

BIOS は MBR 内の「第 1 段階のブートローダ」しか読み込まないため、「第 2 段階のブートローダ」は「第 1 段階のブートローダ」によって読み込まれる必要がある。

BIOS が最初に実行される
BIOS がディスクの MBR（最初の 512 byte：第 1 段階ブートローダ）を読み込む
第 1 段階ブートローダが第 2 段階ブートローダを読み込む
第 2 段階ブートローダがカーネルをメモリに読み込む
カーネルが init or systemd を起動する

UEFI のブートローダ

UEFI におけるブートローダは、ファイルシステム上（ESP）に保存されたファイルであり、ファームウェア UEFI によって実行される EFI アプリケーション（.efi）である。

ESP（EFI System Partition）は、UEFI ファームウェアによって起動される EFI アプリケーション（.efi）を格納するための 専用パーティション のことを指す。

EFI アプリケーションは、UEFI が直接実行できるバイナリのプログラムを指す。

ESP は FAT32 形式でフォーマットされることが UEFI の仕様で定められていて、通常は /boot/efi でマウントされる。

UEFI が ESP の EFI アプリケーション（.efi）を実行する
EFI アプリケーションがカーネルをメモリに読み込む
カーネルが init or systemd を起動する

`$ efibootmgr`

UEFI 環境のブートマネージャが参照する ブートエントリ を操作するためのコマンド。

ブートエントリを表示する

$ efibootmgr

例

$ efibootmgr
BootCurrent: 0005 👈起動したエントリ
Timeout: 3 seconds
BootOrder: 0001,0005,0003,0000,0002,0004 👈起動した順番
👇 以下は登録されたエントリ
Boot0000* UiApp	FvVol(64074afe-340a-4be6-94ba-91b5b4d0f71e)/FvFile(462caa21-7614-4503-836e-8ab6f4662331)
Boot0001* UEFI QEMU QEMU USB HARDDRIVE 1-0000:00:04.0-4.1	PciRoot(0x0)/Pci(0x4,0x0)/USB(7,0)/USB(0,0){auto_created_boot_option}
Boot0002* UEFI Misc Device	VenHw(93e34c7e-b50e-11df-9223-2443dfd72085,00){auto_created_boot_option}
Boot0003* UEFI Misc Device 2	PciRoot(0x0)/Pci(0x6,0x0){auto_created_boot_option}
Boot0004* EFI Internal Shell	FvVol(64074afe-340a-4be6-94ba-91b5b4d0f71e)/FvFile(7c04a583-9e3e-4f1c-ad65-e05268d0b4d1)
Boot0005* Ubuntu	HD(1,GPT,024057b8-125e-4bc1-aac1-8f3728d2f7a6,0x800,0x17d800)/File(\EFI\ubuntu\shimaa64.efi)

ブートエントリは NVRAM（Non Volatile RAM：マザーボード上の不揮発性メモリ）に保存される、 UEFI が直接管理するエントリのことで、起動時に UEFI によって最初に参照される情報でもある。

どのブートローダ（.efi）を起動するかを決定するために利用され、1 つのディスク上に複数の OS がインストールされた環境ではマルチブート機能を実現する。

起動順を設定する

$ efibootmgr --botorder エントリ1,エントリ2,エントリ3...

指定したブートエントリを削除する

$ efibootmgr --bootnum ブートエントリ番号 --delete-bootnum

SYSLINUX

ファイルシステムが FAT 形式の USB や CD-ROM から Linux を起動する際に使用されるブートローダ。

USB や CD-ROM の Linux は主に、レスキュー用途で利用される。

それぞれの環境向けに派生版としてブートローダが存在し、それらは SYSLINUX パッケージとしてまとめられている。

派生版	用途
`SYSLINUX`	FAT 形式の HDD、USB からカーネルを起動するブートローダ
`ISOLINUX`	ISO9660（CD-ROM）からカーネルを起動するブートローダ
`EXTLINUX`	ext2、ext3、ext4 からカーネルを起動するブートローダ
`PXELINUX`	PXE を使ってネットワークブートを行うためのブートローダ

PXE ブート

preboot execution environment

Intel 社によって策定された BIOS / UEFI の ネットワークブート の規格。

ネットワークブートとは、ローカルのストレージ（HDD / SSD / USB）を使わずに、ネットワーク経由で OS を起動する仕組みを指す。

HDD などのストレージディスクを必要としないディスクレス端末としてマシンを利用することができる。端末にデータを残さないため、セキュリティが強化される。

ブートローダやカーネルは TETP サーバからネットワークを介してダウンロードされたものを利用する。

基本的に、ダウンロードされたプログラムはメモリ上に展開されるだけなので、電源 OFF によって消失する。そのため、ダウンロードは起動の度に行なわれる。

ただし、データセンタや大規模環境において、OS を一斉インストール（大量セットアップ）するなどのシチュエーションでは、初回ネットワークブート時にダウンロードされたブートローダ、カーネルがローカルのディスクに保持され、2 回目以降の起動ではネットワークブートでなく、通常のローカル環境でのブートが行われる、ということもある。このケースではネットワークブートは環境構築でのみ利用される。

起動手順

クライアント
- 起動側のホスト
- PXE 対応の NIC を持つ
サーバ
- ブートローダを保有するホスト
- DHCP サーバが稼働している（別ホストとしても可）
- TFTP サーバが稼働している

【起動手順】

BIOS / UEFI がネットワークブートモードで起動する
DHCP サーバから、ブートローダを保有するホストの IP アドレスを受け取る
TFTP サーバから、ブートローダがダウンロードされる
ブートローダがさらにカーネルや 初期 RAM ディスク（initrd）をダウンロードする
OS が起動する

【つぎに】

ブートは init もしくは systemd プロセスを起動することによって完了する。

init、systemd は、OS のユーザ空間における最初のプロセス（PID 1）として実行され、ログイン、ネットワーク、各種デーモンなどの起動と制御を担う。

近年では従来から広く利用されてきた SysV init 方式から systemd 方式へ移り変わりつつある。

SysV init は直列で各プログラムを起動していくのに対して、systemd は並列で起動を行うため、起動速度に違いがあるものの、基本的な流れは共通している。

SysVinit

System V(Five) Init

長年 Linux の標準的な init システムとして使用されてきた、システムの起動やプロセス管理の仕組み。

並列処理ができないことによる起動の遅さなどの課題があり、Red Hat 系（RHEL、CentOS、Fedora）や Debian 系（Debian、Ubuntu）では、既に後継版である systemd に移行されている。

ただし一部の軽量ディストリビューション（Alpine Linux）では、現在も SysVinit が採用されている。

ランレベル でシステムの状態を管理する
サービスの起動を 直列処理 で 1 つずつ順番に起動するため時間がかかる
サービスが異常終了した場合、自動で復旧しない

主な役割は、システム起動時に必要なプロセスを適切に立ち上げ、シャットダウン時に適切に停止することだが、「デーモンを起動する」、「親プロセスが終了した孤立プロセスを引き取る」役割なども併せ持つ。

ランレベル

システムの状態を管理するための概念のこと。

例えば、シャットダウンは「ランレベル 0 プログラムの実行」、システムの再起動は「ランレベル 6 のプログラムの実行」を意味している。

それぞれのランレベルには意味づけがされている。

ランレベル	意味
`0`	システムの停止（シャットダウン）
`1`	シングルユーザモード `root` ユーザのみがログインできる
`2`	マルチユーザモード NFS なし
`3`	マルチユーザモード（CUI） NFS あり
`4`	未使用
`5`	マルチユーザモード + GUI（X Window）
`6`	システムの再起動

ランレベルの呼び出しは init プロセスによって行われる。

システム起動時に init は /etc/inittab に記載されたランレベルに応じて、実際には /etc/rcランレベル.d/ ディレクトリにあるスクリプトを「サービス」として起動する。

/etc/rc3.d

$ ls -l /etc/rc3.d/
total 0
lrwxrwxrwx 1 root root  17 Jan  1 09:00 K01bluetooth -> ../init.d/bluetooth
lrwxrwxrwx 1 root root  15 Jan  1 09:00 K02cups -> ../init.d/cups
lrwxrwxrwx 1 root root  16 Jan  1 09:00 S01apache2 -> ../init.d/apache2
lrwxrwxrwx 1 root root  16 Jan  1 09:00 S02cron -> ../init.d/cron
lrwxrwxrwx 1 root root  18 Jan  1 09:00 S20networking -> ../init.d/networking
lrwxrwxrwx 1 root root  13 Jan  1 09:00 S99local -> ../init.d/rc.local

NFS

Network File System

リモートのサーバにあるファイルをローカルのディレクトリのように扱える仕組み。

例えば、ネットワークを介してサーバ上の /home/shared をクライアントの /mnt/shared にマウントすれば、まるでローカルファイルのようにアクセスできるようになる。

ランレベル 2 では NFS クライアントが無効、3 では有効。

`/sbin/init`

カーネル起動後、ユーザ空間で最初に実行されるプロセス。

PID（プロセスID）1 が割り当てられる。

SysV init によって起動されたプロセスは、この init が親プロセスになる。一方、ユーザが手動で起動したプロセスは init ではなく、プロセスを起動したシェル（/bin/bash）などが親プロセスになる。

親子関係を含めて起動中のプロセスを表示する

$ pstree

※ $ pstree

init は設定ファイル /etc/inittab を読み込んで、どの ランレベル で起動するかを決定し、ランレベルに応じたスクリプトを実行する。

init が /etc/inittab を読み込む
- sysinit アクションにより /etc/rc.sysinit が実行される（ファイルシステムのチェaク、マウント、スワップ有効化などの全体初期化を行う）
- initdefault アクションによりデフォルトランレベルが決定する
init がランレベル用のスクリプト /etc/rc (Red Hat系) または /etc/init.d/rc (Debian系)
/etc/rc が /etc/rcランレベル.d/ のシンボリックリンクを処理する
- 実際のスクリプトは /etc/init.d に存在
- K で始まる　→　サービスの停止
- S で始まる　→　サービスの起動

`/etc/inittab`

SysV init に対して「いつ、何を、どの条件で実行するか」を指定する設定ファイル。

init が起動した際に読み込まれる。: 区切りで 4 つのフィールドを設定することができる。

/etc/inittab

識別子:ランレベル:アクション:コマンド

識別子
- 1 ~ 4 文字
ランレベル
- 0 ~ 6
アクション
- init に指示する動作
コマンド
- 実行されるコマンドやスクリプトのパス

識別子とアクションにはよく利用される組み合わせが存在する。

よく利用される「識別子」と「アクション」の組み合わせ

識別子	アクション	意味と設定例
`id`	`initdefault`	システム起動時に自動で移行するデフォルトのランレベル。エントリは 1 つである必要がある。このエントリで指定されたランレベルにシステムが移行されると、該当ランレベルに対応するエントリ（例: `3:3:wait:...`, `3:3:respawn:...` など）が順次処理される。例：`id:3:initdefault:`
`1` ~`6`	`wait`	該当ランレベルに切り替わったときに指定されたスクリプトを 1 度だけ実行し、`init` は実行したスクリプトの完了を待つ。例：`3:3:wait:/etc/rc.d/rc 3` 　→ `/etc/rc3.d/` ディレクトリの、ファイル名が `S` または `K` で始まるファイルが順に実行される
`1` ~`6`	`once`	該当ランレベルに切り替わった時に指定されたスクリプトを 1 度だけ実行する。`init` はこのスクリプトの終了を待たない。
`si`	`sysinit`	システム初期化スクリプト（`/etc/rc.sysinit`）を起動時に一度だけ実行する。例：`si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit`
`1` ~`6`	`respawn`	再び(re) + 生まれる(spawn) 指定したコマンドが終了したら、再び起動し直す。システムが動作している間ずっと常駐していてほしい仮想端末（`getty`）などのプロセス起動のために利用される。常駐しないプログラムを指定した場合、無限ループが発生する。例：`1:2345:respawn:/sbin/mingetty tty1`
`ca`	`ctrlaltdel`	`Ctrl`+ `Alt` + `Del` キーが押されたときの動作。例：`ca::ctrlaltdel:/sbin/shutdown -t3 -r now`
`pf`	`powerfail`	power fail 電源障害（電源が切れた）時にログ保存、サービス停止などを行う用。例：`pf::powerfail:/sbin/shutdown -h now`
`pg`	`powerokwait`	power good 電源が回復（正常化）したことを検知したときにサービス再起動などを行う用。スクリプトが終了するまで待機する。

/etc/inittab の内容を変更した場合、$ init q で即時反映させることができる。

/etc/inittab の変更を反映させる

$ init q

`/etc/rc.sysinit`

/etc/inittab によって、システムの起動時に実行されるように設定されたスクリプトファイル。

通常このスクリプトは、以下のようなシステム初期化処理を行う。

ファイルシステムのチェック（$ fsck）、マウント（$ mount）
/proc や /sys などの仮想ファイルシステムのマウント
時刻の設定
スワップの有効化（$ swapon）
一時ファイルのクリーンアップなど

`/etc/rcランレベル.d/`

run command

/etc/inittab によって、特定のランレベルへ移行した際に実行したいスクリプトが配置されるディレクトリ。

このディレクトリ内の S や K で始まるスクリプトファイルは、/etc/init.d/ に配置されたスクリプトへのシンボリックリンクになっていて、S は start、K は kill を意味する。

以下の順に実行される。

K で始まるファイル（数値（0 ~ 99）は小さいものからから順に実行される）
S で始まるファイル（数値（0 ~ 99）は小さいものからから順に実行される）

特定のランレベルの際に実行したいサービス（/etc/rcランレベル.d/S99サービス など）は、このディレクトリに配置すれば良い。

スクリプト内では、起動したいサービス起動するためのコマンドが実行される。また起動だけでなく、停止コマンドを実行する場合もある。

もし起動したいサービスが /etc/init.d/ 配下にある既存サービスであるなら、このディレクトリにはシンボリックリンクを作成するだけで良い。

既存サービスを特定のランレベルで起動する

$ ln -s /etc/init.d/既存サービス /etc/rcランレベル.d/S〇〇サービス

`/etc/init.d/`

サービスを開始・停止するためのスクリプトが配置されるディレクトリ。

基本的に /etc/init.d/ 配下にあるスクリプトは、以下のようなサブコマンド（引数）を受け取ることを前提にしている。

スクリプトを直接実行する

$ /etc/init.d/httpd start

サブコマンド	説明
`start`	サービスを起動する
`stop`	サービスを停止する
`restart`	サービスを再起動する
`condrestart`	サービスが起動している場合のみ、再起動する（conditional restart）
`status`	サービスの状態を表示する

ただし、直接実行するのは非推奨で、ラッパーコマンドである $ service を利用した方が良い。

`$ runlevel`

ランレベルを表示する

$ runlevel

「一つ前のランレベル」と「現在のランレベル」が表示される。

起動直後は一つ前のランレベルが N で表示される。

`$ init` / `$ telinit`

ランレベルを変更する

$ init ランレベル
$ telinit ランレベル

/etc/inittab の変更を反映させる

$ init q
$ telinit q

`$ service`

SysV init で使用されるサービス管理用コマンド。

実体は /etc/init.d/ 配下のスクリプトのラッパーコマンド。

サービスを起動する

$ service サービス start

指定したサービスを停止する

$ service サービス stop

サービスを再起動する

$ service サービス restart

サービスを停止させずに、設定のみ再読み込みする

$ service サービス reload

サービスの状態を確認する

$ service サービス status

`$ chkconfig`

check config

Red Hat 系（Red Hat、CentOS、Fedora）で使用される /etc/init.d/ にあるサービスの自動起動設定を管理するためのツール。

現在の全てのサービスの自動起動設定を一覧表示する

$ chkconfig --list

特定のサービスの状態を確認する

$ chkconfig --list サービス

自動起動設定を OFF にする

$ chkconfig サービス off

例：自動起動設定を OFF にする

$ chkconfig sshd off

自動起動設定を ON にする

$ chkconfig サービス on

例：自動起動設定を ON にする

$ chkconfig sshd on

サービスを追加登録する

$ chkconfig --add サービス

サービスを追加登録した場合、スクリプトが /etc/init.d/サービス として存在し、ヘッダ情報が正しく書かれていれば、/etc/rcランレベル.d/ にシンボリックリンクが作成される。

ヘッダ情報とは、各スクリプトの先頭に記載されるコメント行を指す。

ヘッダ情報

# chkconfig: 有効にするランレベル（複数可） 起動の優先度（小さいほど優先） 停止の優先度（小さいほど優先）
# (例) chkconfig: 345 80 20
# description: 説明

サービスの登録を削除する

$ chkconfig --del サービス

サービスの登録削除を行った場合、/etc/init.d/ のスクリプトは残ったまま、$ chkconfig 管理下から除外される。

`$ update-rc.d`

Debian 系（Debian、Ubuntu）で使用される /etc/init.d/ にあるサービスの自動起動設定を管理するためのツール。

/etc/init.d/ にあるスクリプトに対して、/etc/rcランレベル.d/ 以下の S* / K* という形式のシンボリックリンクを自動生成、管理する。

defaults を指定すると、2 ~ 5 が起動用、0、1、6 が停止用としてシンボリックリンクが作成される。

デフォルトのリンクを作成する

$ update-rc.d サービス defaults

起動用のリンクのみ作成する

$ update-rc.d サービス start 優先度 ランレベル(スペース区切りで複数可) .

停止用のリンクのみ作成する

$ update-rc.d サービス stop 優先度 ランレベル(スペース区切りで複数可) .

優先度を指定する

$ update-rc.d サービス 起動用の優先度 停止用の優先度

※ 優先度

サービスの自動起動設定を無効化する

$ update-rc.d サービス disable

サービスの自動起動設定を有効化する

$ update-rc.d サービス enable

remove を付与した場合、/etc/rcランレベルd/ のシンボリックリンクが削除される（/etc/init.d/ のスクリプトはそのまま残る）。

この際、全てのランレベルが削除対象となる。

また remove を付与する際は、通常、ファイルのリンク先である /etc/init.d/ 内のスクリプトが存在しない場合、エラーが発生する。/etc/init.d/ 内のスクリプトの存在有無を確認しない場合、-f オプションを使用する。

自動起動設定対象のサービスを削除する

$ update-rc.d サービス remove

リンク先の /etc/init.d/ ディレクトリ配下のファイルの存在有無を確認しない（force：完全削除）

$ update-rc.d -f サービス remove

systemd

従来の SysV init の後継版として開発され、現代の Linux で主流になっているブートシステム。

以下の特徴を持つ。

並列処理により高速に起動
すべての管理対象（サービス、デバイス、マウントポイントなど）を ユニット という概念で統一的に管理
ターゲット によりシステム状態を管理（SysV init のランレベルに相当）
異常終了したサービスを自動で再起動可能

ただし、以下の批判をされることがある。

SysV init はシンプルなシェルスクリプトで構成されていたのに対して、systemd はバイナリの実行可能ファイルで構成されており、内部動作が隠蔽されているのに加えて、仕組みが複雑すぎる
UNIX の「小さなツールを組み合わせる」という設計思想に反して、多機能すぎる
あまりにも多くを管理しすぎているため、 systemd に対する依存が強くなる

このため、一部のディストリビューション（Alpine Linux, Devuan, Artix Linux など）は systemd を採用せず、SysVinit や runit、OpenRC を使い続けている。

SysV init の init が担っていた役割を、systemd では /usr/lib/systemd/systemd デーモンが担当する。systemd は init 同様に PID 1 が割り当てられる。

systemd の他にも以下のデーモンが存在する。

デーモン	役割
`systemd`	`/usr/lib/systemd/systemd` PID `1` の特別なメインプロセス
`systemd-journald`	ログ管理
`systemd-logind`	ログイン処理
`systemd-networkd`	ネットワーク管理
`systemd-timesyncd`	システムクロック管理
`systemd-resolved`	ホスト名の名前解決
`systemd-udevd`	udev（デバイスの動的検知）

ユニットとは

Unit

systemd では、すべてのサービスやリソースを ユニット という概念で管理する。

ユニットはユニットファイルによって定義され、一つのユニットは複数のサービスから構成される。

systemd ではサービスもユニットの一つであり、ランレベルもユニットのうちの一つにすぎない。

ユニットの種類

ユニットにはいくつかの種類があり、以下の拡張子によって区別される。

拡張子	説明
`.target`	複数のユニットをグループ化するためのユニット。ターゲットは SysV init のランレベルに相当する。例えば、`graphical.target` には GUI のログインを行うために必要なサービス（`.service`）がまとめられている。
`.service`	自身以外の他のデーモンやサービスを管理するユニット。
`.mount`	マウントを管理するユニット。
`.device`	デバイスを管理するユニット。
`.timer`	ジョブのスケジュールを管理するユニット（`cron` に相当）。
`.socket`	ソケットを管理するユニット。
`.swap`	スワップを管理するユニット。

ターゲットユニット

systemd が管理するユニットの一つ。

システム起動時は defalut.target が最初に起動する。

default.target には特定のランレベル（相当）のサービス（.service）が紐づけられているわけではないが、default.target ファイル自体が下記のターゲットへのシンボリックリンクになっている。

例えばデスクトップ環境（GUI）で動作する Linux の場合、default.target には graphical.target にリンクされている。

$ systemctl コマンドで確認できる。

デフォルトのターゲット（起動時に適用される systemd のターゲット）を確認する

$ systemctl get-default

ランレベル（相当）	ターゲット
`0`	`poweroff.target`
`1`	`rescue.target`
`2`、`3`、`4`	`multi-user.target`
`5`	`graphical.target`
`6`	`reboot.target`

サービスユニット

systemd が管理するユニットの一つ。

用途	ターゲット
Web サーバ	`httpd.service` `apache2.service` `nginx.service`
DB サーバ	`mysqld.service` `postgresql.service`
メールサーバ	`postfix.service`
SSH サーバ	`sshd.servic`
ジョブスケジューラ	`crond.service`

ユニットファイル

ユニットはユニットファイルによって定義される。

ユニットファイルは [セクション] 単位で記述され、一つのセクションは複数の ディレクティブ から構成される。

ユニットファイル

[セクション]
ディレクティブ=設定値

ディレクティブの大文字小文字は区別されない
Wants など、同じディレクティブを複数記述できるものもある
設定値には置換文字列（specifier）が利用できる

例：/usr/lib/systemd/system/ssh.service

[Unit]
Description=OpenBSD Secure Shell server
Documentation=man:sshd(8) man:sshd_config(5)
After=network.target auditd.service
ConditionPathExists=!/etc/ssh/sshd_not_to_be_run

[Service]
EnvironmentFile=-/etc/default/ssh
ExecStartPre=/usr/sbin/sshd -t
ExecStart=/usr/sbin/sshd -D $SSHD_OPTS
ExecReload=/usr/sbin/sshd -t
ExecReload=/bin/kill -HUP $MAINPID
KillMode=process
Restart=on-failure
RestartPreventExitStatus=255
Type=notify
RuntimeDirectory=sshd
RuntimeDirectoryMode=0755

[Install]
WantedBy=multi-user.target
Alias=sshd.service

置換文字列

置換文字列	展開される内容
`%n`	フルユニット名（例：`my.service`）
`%N`	フルユニット名（エスケープしない）
`%p`	ユニット名のプレフィックス（`.` より前の `my` 部分。）
`%i`	インスタンス名（テンプレートユニット `@` の後の部分）
`%f`	ユニットファイルのフルパス
`%u`	実行ユーザ名
`%U`	実行ユーザ ID
`%h`	実行ユーザのホームディレクトリ
`%s`	実行ユーザのシェル
`%t`	systemd のランタイムディレクトリ（通常 `/run`）
`%S`	システム状態ディレクトリ（`/var/lib` など）
`%m`	マシン ID（`/etc/machine-id`）
`%H`	ホスト名
`%b`	ブート ID

`Unit` セクション

ディレクティブ	説明
`Description`	説明書き
`After`	起動していることが前提とされるユニット。起動順の制御を行うが依存関係は作らない。例えば、`After` に記載されたユニットが起動に失敗しても、自身は起動する。
`Before`	起動していないことが前提とされるユニット起動順の制御を行うが依存関係は作らない。例えば、`Before` に記載されたユニットが起動に失敗しても、自身は起動する。
`Wants`	推奨の依存関係（なくても起動可能）。
`Requires`	必須の依存関係。これが無いと起動しないという別のユニット。強制的な依存関係となるため、指定したユニットの起動が失敗しが場合、自身は起動しない。
`Conflicts`	同時に起動できないユニット。

`Service` セクション

ディレクティブ	説明
`Type`	サービス起動の種類。 `simple` / `forking` / `oneshot` / `notify` / `dbus`
`ExecStart`	サービス開始時にユニットが内部で実行するコマンド。 `$ systemctl start` した際に、内部で実行される。
`ExecReload`	`$ systemctl reload` 時に実行されるコマンド。
`ExecStop`	`$ systemctl stop` 時に実行されるコマンド。
`Restart`	サービスが終了した際の、再起動のポリシー設定。 `always` / `on-failure` / `no`
`RestartSec`	サービス再起動前の待機時間（秒）。
`User`	サービス実行時の実行ユーザ。
`Group`	サービス実行時の実行グループ。
`WorkingDirectory`	サービス実行時の作業ディレクトリ。

`Install` セクション

$ systemctl enable 実行時に作成される、ターゲットへの関連付け（リンク）を定義する。

WantedBy=multi-user.target とすると $ systemctl enable 実行時に /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/ に、サービス（.service）へのシンボリックリンクが作成される。

ディレクティブ説明

WantedBy 関連付けるターゲット（弱い依存関係）。
ユニットの起動に失敗しても、ターゲットの起動は継続する。
$ systemctl enable 実行時に、指定された .target の .target.wants/ にサービスへのシンボリックリンクを作成する。
主に multi-user.target や graphical.target に設定して、ユニットを自動起動させるために利用される。

RequiredBy 関連付けるターゲット（強い依存関係）。
ユニットの起動に失敗すると、ターゲットの起動も失敗する。
$ systemctl enable 実行時に、指定された .target の .target.requires/ にサービスへのシンボリックリンクを作成する。

ディレクティブ	説明
`WantedBy`	関連付けるターゲット（弱い依存関係）。ユニットの起動に失敗しても、ターゲットの起動は継続する。 `$ systemctl enable` 実行時に、指定された `.target` の `.target.wants/` にサービスへのシンボリックリンクを作成する。主に `multi-user.target` や `graphical.target` に設定して、ユニットを自動起動させるために利用される。
`RequiredBy`	関連付けるターゲット（強い依存関係）。ユニットの起動に失敗すると、ターゲットの起動も失敗する。 `$ systemctl enable` 実行時に、指定された `.target` の `.target.requires/` にサービスへのシンボリックリンクを作成する。

ユニット同士の依存関係

ユニットの依存関係を定義する方法は 2 通りある。

`Requires` / `Wants` ディレクティブで設定する

依存するユニットを、ユニットファイル Requires もしくは Wants ディレクティブで直接指定する方法。

ユニットファイル

[Unit]
Requires=ユニット もしくは ターゲット
After=ユニット もしくは ターゲット

このように記述しておけば、指定したユニットやターゲットの起動後に自身のユニットが自動的に移動される。

メリット
- 構成がシンプル
デメリット
- $ systemctl enable / $ systemctl disable が使用できないため、依存関係の変更はユニットファイルを直接編集するしかない
- 複数のターゲットに紐付けできない

`.target.wants/` / `.target.requires/` にシンボリックリンクを置く

ユニットファイルの RequiredBy もしくは WantedBy で紐付けたいターゲットを指定する方法。

ユニットファイル

[Install]
WantedBy=ターゲット

このように記述しておけば、$ systemctl enable を実行した際に、指定した .target.wants/ もしくは .target.requires/ にユニットへのシンボリックリンクが作成される。

例えば、

例：/etc/systemd/system/my.service

[Install]
WantedBy=multi-user.target

として $ systemctl enable を実行すれば、/etc/systemd/system/my.service へのシンボリックリンク /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/my.service が作成される。

メリット
- $ sytemctl enable / $ systemctl disable による有効化、無効化が簡単
- サービスを複数のターゲットに紐付けたり、それぞれのターゲットに対して異なる依存関係が定義できる
デメリット
- 依存関係が ./wants/ のリンクで表現されるため、リンクが増えると構成が複雑化する

ユニットファイルの配置

ユニットファイルは下記のディレクトリに格納されている。

ディレクトリ	説明
`/etc/systemd/system/`	ユーザがカスタマイズしたユニットが格納される。優先順位が最も高く `/usr/lib/systemd/system/` よりも早く読み込まれる。また、`/usr/lib/systemd/system/` に同名のユニットがあっても、このディレクトリ内のファイルが優先される（デフォルトを上書き）。
`/run/systemd/system/`	一時的ユニットが格納される。再起動によって消失する。
`/usr/lib/systemd/system/`	デフォルトのユニットが格納される。ユーザが直接編集しない。多くのユニットは、このディレクトリ配下のファイルに対してのシンボリックリンクとなっている。
`/lib/systemd/system/`	ディストリビューションによって `/usr/lib/systemd/system/` の代わりに使用される。
`~/.config/systemd/user/`	ユーザ単位のユニットファイルが格納される。

/etc/systemd/system/default.target は /lib/systemd/system/graphical.target へのシンボリックリンクになっている。

テンプレートユニット

1 つのユニットファイルを元にして、同時に複数のサービス（インスタンス）を起動するための仕組み。

起動したいユニットファイルの拡張子前に @ をつけておく必要がある。

テンプレートユニットの定義

my@.service

このようにしておくことで、サービスを起動した際に「インスタンス名」を付け、複数起動することができる。

同じサービスのインスタンスを 2 つ起動する

$ systemctl start my@instance1.service
$ systemctl start my@instance2.service

`$ systemctl`

System Control

systemd で使用されるユニット管理用コマンド。

指定するユニットが ***.service の場合、.service を省略できる。

【システム全体に対する操作を行う、設定を変更する】

システムをシャットダウンする

$ systemctl poweroff

システムを再起動する

$ systemctl reboot

システムのデフォルトのターゲットを変更する

$ systemctl set-default ターゲット

ターゲットをデフォルトターゲットに変更する

$ systemctl default

【システムの状態を確認する】

デフォルトのターゲット（起動時に適用される systemd のターゲット）を確認する

$ systemctl get-default

【サービス（.service）に対する操作を行う、設定を変更する】

サービスを起動する

$ systemctl start サービス

サービスを停止する

$ systemctl stop サービス

サービスを再起動する

$ systemctl restart サービス

$ systemctl reload サービス は特定のサービスの設定を再読み込みするためのコマンド。

サービスを停止させずに、設定のみ再読み込みする

$ systemctl reload サービス # サービスごとに設定ファイルは異なる

$ systemctl daemon-reload は systemd にユニットファイルの変更を反映させるためのコマンド。

サービスを停止させずに、ユニットファイルの変更を反映させる

$ systemctl daemon-reload

$ systemctl enable / $ systemctl disable は、ユニットファイルに WantedBt もしくは RequiredBy が定義されていることを前提としている。

システム起動時にユニットを自動起動する

$ systemctl enable サービス

システム起動時にユニットを自動起動させない

$ systemctl disable サービス

$ mask はユニットファイルに /dev/null へのシンボリックリンクを作成するため、$ systemctl start などの起動コマンドすら無効になる。$ systemctl disable による無効化とは異なり、手動起動もブロックされる。

サービスをマスクすることで起動禁止状態にする

$ systemctl mask サービス

マスクを解除する

$ systemctl unmask サービス

【サービス（.service）の情報を確認する】

サービスの状態を確認する

$ systemctl status サービス

サービスが稼働しているかを確認する

$ systemctl is-active サービス

サービスの依存関係を表示する

$ systemctl list-dependencies サービス

【ユニットの情報を確認する】

すべてのユニットを一覧表示する

$ systemctl list-unit-files

起動中のすべてのユニットを一覧表示する

$ systemctl list-units

-t（--type）でユニットの種類（service / target / mount ...）を指定できる。

すべてのユニットを一覧表示する（--type）

$ systemctl list-unit-files -t ユニットの種類

--state でサービスの状態を指定できる。

例：自動起動される設定のサービスを一覧表示する

$ systemctl list-unit-files --type=service  --state=enabled

`$ systemd-delta`

ユニットファイルや、設定ファイルの変更差分を確認するためのコマンド。

systemd では、同じユニット名のファイルが複数のディレクトリに存在した場合、優先順位に基づいて読み込まれる。

ただし何らかのトラブルシューティングにおいて、この差分を把握するのは難しいため、$ systemd-delta によって表示された差分を足がかりにして、解析作業を行うことができる。

変更された全ての差分を表示する

$ systemd-delta

以下のディレクトリが検索対象となっている。

/etc/systemd/system/
/run/systemd/system/
/usr/lib/systemd/system/ または /lib/systemd/system/

出力される差分は 変更タイプ によって分類されて表示される。

変更タイプ	内容
`MASKED`	完全に無効化されている状態。 `$ systemctl mask`
`OVERRIDDEN`	上書き変更された状態。 `/etc/systemd/system/` に同名のユニットファイルがある。
`EXTENDED`	部分的に上書きされた状態。 `/etc/systemd/system/サービス.d/override.conf` が存在し、デフォルトの設定が一部だけ上書かれている。
`REDIRECTED`	ユニットファイルが別名ユニットにリダイレクトされている状態。
`UNCHANGED`	ユーザによる変更はない状態。

実行例

$ systemd-delta
[OVERRIDDEN] /etc/tmpfiles.d/screen-cleanup.conf → /usr/lib/tmpfiles.d/screen-cleanup.conf

--- /usr/lib/tmpfiles.d/screen-cleanup.conf     2024-08-27 14:31:45.000000000 +0000
+++ /etc/tmpfiles.d/screen-cleanup.conf 2024-08-27 14:31:44.000000000 +0000
@@ -1 +1,2 @@
-d /run/screen 0777 root utmp
+# This file is generated by /var/lib/dpkg/info/screen.postinst upon package configuration
+d /run/screen 1777 root utmp

[EXTENDED]   /usr/lib/systemd/system/rc-local.service → /usr/lib/systemd/system/rc-local.service.d/debian.conf
[EXTENDED]   /usr/lib/systemd/system/systemd-journald.service → /usr/lib/systemd/system/systemd-journald.service.d/nice.conf
[EXTENDED]   /usr/lib/systemd/system/systemd-localed.service → /usr/lib/systemd/system/systemd-localed.service.d/x11-keyboard>
[EXTENDED]   /usr/lib/systemd/system/systemd-logind.service → /usr/lib/systemd/system/systemd-logind.service.d/dbus.conf
[EXTENDED]   /usr/lib/systemd/system/systemd-networkd-wait-online.service → /run/systemd/system/systemd-networkd-wait-online.>
[EXTENDED]   /usr/lib/systemd/system/systemd-udevd.service → /usr/lib/systemd/system/systemd-udevd.service.d/syscall-architec>
[EXTENDED]   /usr/lib/systemd/system/user@.service → /usr/lib/systemd/system/user@.service.d/10-login-barrier.conf
[EXTENDED]   /usr/lib/systemd/system/user@.service → /usr/lib/systemd/system/user@.service.d/timeout.conf

9 overridden configuration files found.

`getty`

/dev/tty1 ~ /dev/tty6 までの仮想コンソールのデバイスファイルは、起動時にカーネルによって作成される。

OS が起動すると、SysVinit もしくは systemd が getty （get tty）プロセスを起動する。

getty の役割は以下を行うことにある。

デバイスとしての端末を open() する
- open() はシステムコールの一つ
シェルの標準入出力を open() した端末へ接続する
ユーザ名の入力を促すログイン用のプロンプトを表示する
login プロセスを起動し、ユーザが入力した情報を渡すことでログインを実行する

getty は /dev/tty1、/dev/tty2、 ... のデバイスファイルを open() によってオープンし、戻り値として取得したファイルディスクリプタを次のように割り当てる。

ファイルディスクリプタ	接続先
`0`（`0`）	`/dev/tty1`（キーボード）
`1`（標準出力）	`/dev/tty1`（画面出力）
`2`（標準エラー）	`/dev/tty1`（画面出力）

これにより、シェルは標準入力を /dev/tty1（キーボード）から受け取り、標準出力を /dev/tty1（ディスプレイ）へと流せるようになる。

getty はその後、下記のようなログインプロンプトを表示し、ユーザー名から入力された「ユーザ名」と「パスワード」を login プロセスに渡す。login プロセスは getty によって起動される。

login プロセスは、入力された情報による認証が完了すると、ユーザのデフォルトシェル（bash など）起動する。

getty プロセスはログアウトによって終了するが、/etc/inittab によって再び起動する。

`$ shutdown`

シャットダウンする（halt）

$ shutdown -h now

再起動する（reboot）

$ shutdown -r now

21時にシャットダウンする

$ shutdown -h 21:00

予定したシャットダウンをキャンセルする（cancel）

$ shutdown -c

`$ chroot`

change root

プロセスが参照するルートディレクトリ / を、指定したディレクトリに変更することができる。

擬似的なルート環境を作ることができるため、修復、テストなどの用途で利用される。

プロセスが参照するルートディレクトリを変更する

$ chroot ルートとして見せたいディレクトリ

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Linux ブート SysVinit systemd

【はじめに】

ACPI

ブートローダ

/etc/default/grub

/boot/grub/menu.lst

/boot/grub/grub.cfg

/boot/grub/device.map

$ grub-install / $ grub2-install

$ grub-mkconfig / $ grub2-mkconfig

$ update-grub

ファームウェア

BIOS vs UEFI

BIOS のブートローダ

UEFI のブートローダ

$ efibootmgr

SYSLINUX

PXE ブート

起動手順

【つぎに】

SysVinit

ランレベル

NFS

/sbin/init

/etc/inittab

/etc/rc.sysinit

/etc/rcランレベル.d/

/etc/init.d/

$ runlevel

$ init / $ telinit

$ service

$ chkconfig

$ update-rc.d

systemd

ユニットとは

ユニットの種類

ターゲットユニット

サービスユニット

ユニットファイル

Unit セクション

Service セクション

Install セクション

ユニット同士の依存関係

Requires / Wants ディレクティブで設定する

.target.wants/ / .target.requires/ にシンボリックリンクを置く

ユニットファイルの配置

テンプレートユニット

$ systemctl

$ systemd-delta

getty

$ shutdown

$ chroot

`/etc/default/grub`

`/boot/grub/menu.lst`

`/boot/grub/grub.cfg`

`/boot/grub/device.map`

`$ grub-install` / `$ grub2-install`

`$ grub-mkconfig` / `$ grub2-mkconfig`

`$ update-grub`

`$ efibootmgr`

`/sbin/init`

`/etc/inittab`

`/etc/rc.sysinit`

`/etc/rcランレベル.d/`

`/etc/init.d/`

`$ runlevel`

`$ init` / `$ telinit`

`$ service`

`$ chkconfig`

`$ update-rc.d`

`Unit` セクション

`Service` セクション

`Install` セクション

`Requires` / `Wants` ディレクティブで設定する

`.target.wants/` / `.target.requires/` にシンボリックリンクを置く

`$ systemctl`

`$ systemd-delta`

`getty`

`$ shutdown`

`$ chroot`