Linuxでの起動の流れ
KoAN
目次
起動の流れ BIOS → ブートローダー → カーネル → systemd
Linuxシステムが起動する際には、複数のステージを経てオペレーティングシステムが完全に立ち上がります。このプロセスはハードウェアの初期化から始まり、カーネルのロード、システムの初期化、サービスの起動を含む一連の手順によって構成されています。本記事では、Linuxの起動プロセスの詳細な流れを説明します。
1. BIOS/UEFIの初期化
Linuxシステムの起動は、BIOS（Basic Input/Output System）またはUEFI（Unified Extensible Firmware Interface）から始まります。これらはシステムのファームウェアであり、ハードウェアの初期化とブートデバイスの選択を行います。
- BIOS：古いシステムで一般的に使用されるファームウェア。POST（Power-On Self-Test）を実行し、ハードウェアが正常に動作しているか確認します。
- UEFI：新しいシステムで使用されるファームウェア。BIOSよりも高速で、セキュリティ機能や柔軟なブートオプションを提供します。
2. ブートローダーの起動
BIOS/UEFIがブートデバイスを決定すると、ブートローダーが起動します。ブートローダーは、オペレーティングシステムのカーネルをメモリにロードする役割を果たします。Linuxで一般的に使用されるブートローダーは以下の通りです。
- GRUB（GRand Unified Bootloader）：最も広く使用されているブートローダー。複数のカーネルやオペレーティングシステムをサポートします。
- LILO（LInux LOader）：古いタイプのブートローダー。現在はほとんど使用されていません。
3. カーネルのロード
ブートローダーがカーネルをメモリにロードすると、カーネルが起動します。カーネルはオペレーティングシステムの核心部分であり、ハードウェアの管理とシステムリソースの制御を行います。
- 初期RAMディスク（initrd/initramfs）：カーネルは、必要なドライバやモジュールをロードするために、initrdまたはinitramfsを使用します。これにより、ルートファイルシステムがマウントされる前に必要なリソースが提供されます。
4. 初期化システムの起動
カーネルが起動すると、次に初期化システム（init system）が起動します。初期化システムは、システムの基本的な設定とサービスの起動を管理します。
- SysVinit：古典的なinitシステム。複数のランレベル（システムの状態）を使用してサービスを管理します。
- Upstart：イベント駆動型のinitシステム。Ubuntuで一時期使用されていました。
- systemd：現在最も広く使用されているinitシステム。並列化による高速な起動と強力なサービス管理機能を提供します。
5. サービスとデーモンの起動
初期化システムが起動すると、次にシステムサービスとデーモン（バックグラウンドプロセス）が開始されます。これにはネットワーク設定、デバイス管理、ログインサービスなどが含まれます。
- ネットワークサービス：ネットワークインターフェースの設定と起動。
- デバイスサービス：ハードウェアデバイスの初期化と管理。
- ログインサービス：ユーザーのログインを管理するサービス（例：getty、sshd）。
6. ログインプロンプトの表示
最後に、ログインプロンプトが表示され、ユーザーはシステムにログインできます。これには、コンソールログインとグラフィカルログイン（ディスプレイマネージャ）があります。
- コンソールログイン：コマンドラインインターフェース（CLI）を使用したログイン。
- グラフィカルログイン：グラフィカルユーザーインターフェース（GUI）を使用したログイン（例：GDM、LightDM）。
まとめ
Linuxの起動プロセスは、BIOS/UEFIの初期化から始まり、ブートローダーの起動、カーネルのロード、初期化システムの起動、サービスとデーモンの起動を経て、最終的にログインプロンプトの表示に至ります。この一連の手順により、システムは完全に立ち上がり、ユーザーが操作できる状態になります。各ステージはシステムの安定性とパフォーマンスに重要な役割を果たしており、これらの理解はトラブルシューティングやシステム管理に役立ちます。
