Capítulo 3. A inicialização do sistema

The Unified Extensible Firmware Interface (UEFI) defines a boot manager as part of the UEFI specification. When a computer is powered on, the boot manager is the 1st stage of the boot process which checks the boot configuration and based on its settings, then executes the specified OS boot loader or operating system kernel (usually boot loader). The boot configuration is defined by variables stored in NVRAM, including variables that indicate the file system paths to OS loaders or OS kernels.

An EFI system partition (ESP) is a data storage device partition that is used in computers adhering to the UEFI specification. Accessed by the UEFI firmware when a computer is powered up, it stores UEFI applications and the files these applications need to run, including operating system boot loaders. (On the legacy PC system, BIOS stored in the MBR may be used instead.)

The boot loader is the 2nd stage of the boot process which is started by the UEFI. It loads the system kernel image and the initrd image to the memory and hands control over to them. This initrd image is the root filesystem image and its support depends on the bootloader used.

The Debian system normally uses the Linux kernel as the default system kernel. The initrd image for the current 5.x Linux kernel is technically the initramfs (initial RAM filesystem) image.

There are many boot loaders and configuration options available.

	Atenção
	Não brinque com os gestores de arranque sem ter discos de arranque de recuperação (caneta USB, CD ou disquete) criados a partir de imagens do pacote grub-rescue-pc. Torna-o capaz de arrancar o seu sistema mesmo sem um gestor de arranque funcional no disco rígido.

For UEFI system, GRUB2 first reads the ESP partition and uses UUID specified for search.fs_uuid in "/boot/efi/EFI/debian/grub.cfg" to determine the partition of the GRUB2 menu configuration file "/boot/grub/grub.cfg".

The key part of the GRUB2 menu configuration file looks like:

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
}

For this part of /boot/grub/grub.cfg, this menu entry means the following.

	Dica
	You can enable to see kernel boot log messages by removing quiet in "/boot/grub/grub.cfg". For the persistent change, please edit "GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="quiet"" line in "/etc/default/grub".

	Dica
	You can customize GRUB splash image by setting GRUB_BACKGROUND variable in "/etc/default/grub" pointing to the image file or placing the image file itself in "/boot/grub/".

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

O sistema Debian normal é o 4º estágio do processo de arranque que é iniciado pelo mini-sistema Debian. O kernel do sistema para o mini-sistema Debian continua a correr nesse ambiente. O sistema de ficheiros raiz é mudado daquele na memória para o que está no sistema de ficheiros do disco rígido real.

O programa init é executado como o primeiro programa com PID=1 para executar o processo de arranque principal de arrancar muitos programas. O caminho de ficheiro predefinido ao programa init é "/usr/sbin/init" mas pode ser alterado pelo parâmetro de arranque do kernel como "init=/path/to/init_program".

"/usr/sbin/init" is symlinked to "/lib/systemd/systemd" after Debian 8 Jessie (released in 2015).

	Dica
	Veja Debian wiki: BootProcessSpeedup para as dicas mais recentes em como acelerar o processo de arranque.

When the Debian system starts, /usr/sbin/init symlinked to /usr/lib/systemd is started as the init system process (PID=1) owned by root (UID=0). See systemd(1).

O processo init do systemd espalha processos em paralelo com base nos arquivos de configuração do unit (veja systemd.unit(5)) os quais são escritos em estilo declarativo em vez do estilo processual tipo SysV.

The spawned processes are placed in individual Linux control groups named after the unit which they belong to in the private systemd hierarchy (see cgroups and Secção 4.7.5, “Linux security features”).

Units for the system mode are loaded from the "System Unit Search Path" described in systemd.unit(5). The main ones are as follows in the order of priority:

As suas inter-dependências são especificadas pelas directivas "Wants=", "Requires=", "Before=", "After=", … (veja "MAPPING OF UNIT PROPERTIES TO THEIR INVERSES" em systemd.unit(5)). Os controlos de recursos estão também definidos (veja systemd.resource-control(5)).

O sufixo do ficheiro de configuração da unidade codifica os seus tipos como:

Após o arranque do sistema (o, init), o processo systemd tenta arrancar o "/lib/systemd/system/default.target (que normalmente é uma ligaö#ao simbólica para "graphical.target"). Primeiro, algumas unidades alvo especiais (veja systemd.special(7)) tais como "local-fs.target", "swap.target" e "cryptsetup.target" são puxadas para montar os sistemas de ficheiros. Depois, outras unidades alvo são também puxadas pelas dependências da unidade alvo. Para mais detalhes. leia bootup(7).

O systemd oferece funcionalidades de compatibilidade regressiva. Os scripts de arranque estilo SysV em "/etc/init.d/rc[0123456S].d/[KS]name" são ainda analisados e telinit(8) é traduzido em pedidos activação de unidade do systemd.

When a user logins to the Debian system via gdm3(8), sshd(8), etc., /lib/systemd/system --user is started as the user service manager process owned by the corresponding user. See systemd(1).

The systemd user service manager process spawns processes in parallel based on the declarative unit configuration files (see systemd.unit(5) and [email protected](5)).

Units for the user mode are loaded from the "User Unit Search Path" described in systemd.unit(5). The main ones are as follows in the order of priority:

These are managed in the same way as Secção 3.2.1, “init do Systemd”.

As opções de montagem de sistemas de ficheiros de discos normais e de rede são definidas em "/etc/fstab". Veja fstab(5) e Secção 9.6.7, “Optimização do sistema de ficheiros por opções de montagem”.

A configuração do sistema de ficheiros encriptado é definida em "/etc/crypttab". Veja crypttab(5)

A configuração do software RAID com mdadm(8) é definida em "/etc/mdadm/mdadm.conf". Veja mdadm.conf(5).

As interfaces de rede são tipicamente iniciadas em "networking.service" para a interface lo e "NetworkManager.service" para as outras interfaces em sistemas Debian modernos sob systemd.

Veja Capítulo 5, Configuração de rede para saber como os configurar.

The cloud system instance may be launched as a clone of "Debian Official Cloud Images" or similar images. For such system instance, personalities such as hostname, filesystem, networking, locale, SSH keys, users and groups may be configured using functionalities provided by cloud-init and netplan.io packages with multiple data sources such as files placed in the original system image and external data provided during its launch. These packages enable the declarative system configuration using YAML data.

See more at "Cloud Computing with Debian and its descendants", "Cloud-init documentation" and Secção 5.4, “The modern network configuration for cloud”.

Com uma instalação predefinida, muitos serviços de rede (veja Capítulo 6, Aplicações de rede) são arrancados como processos daemon após network.target durante o arranque do sistema pelo systemd. O "sshd" não é excepção. Vamos mudar isto para arranque a-pedido do "sshd" como um exemplo de personalização.

Primeiro, desativar a unidade de serviço instalada no sistema.

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

The on-demand socket activation system of the classic Unix services was through the inetd (or xinetd) superserver. Under systemd, the equivalent can be enabled by adding *.socket and *.service unit configuration files.

sshd.socket para especificar um socket onde escutar

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

[Socket]
ListenStream=22
Accept=yes

[Install]
WantedBy=sockets.target

[email protected] como o ficheiro de serviço correspondente do sshd.socket

[Unit]
Description=SSH Per-Connection Server

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

Depois reinicie.

 $ sudo systemctl daemon-reload