Внутреннее устройство Linux
Шрифт:
Чтобы перезагрузить систему через 10 минут, введите такую команду:
# shutdown -r +10
В Linux команда shutdown уведомляет пользователя о том, что компьютер будет выключен, но реальной работы она выполняет немного. Если вы укажете время, отличающееся от now, команда shutdown создаст файл с именем /etc/nologin. Когда такой файл присутствует, система не позволяет выполнить вход никому, кроме пользователя superuser.
Когда наступает момент выключения системы, команда shutdown дает знать команде init о начале процесса выключения. В версии systemd это означает активизацию модулей выключения; в версии Upstart — порождение событий выключения; а в версии System V init — изменение уровня запуска с 0
1. Команда init просит каждый процесс корректно завершиться.
2. Если какой-либо процесс не отвечает через некоторое время, команда init прерывает его, попробовав сначала сигнал TERM.
3. Если сигнал TERM не сработал, команда init использует сигнал KILL для всех затянувшихся процессов.
4. Система блокирует системные файлы на своих местах и выполняет другую подготовку к выключению.
5. Система демонтирует все файловые системы, кроме корневой.
6. Система заново монтирует корневую файловую систему в режиме «только чтение».
7. Система записывает все буферизованные данные в файловую систему с помощью команды sync.
8. На последнем шаге она дает указание ядру о перезагрузке или останове с помощью системного вызова reboot(2). Это может быть выполнено с помощью команды init или какой-либо вспомогательной команды вроде reboot, halt или poweroff.
Команды reboot и halt ведут себя по-разному, в зависимости от того, как они вызваны. По умолчанию эти команды вызывают команду shutdown с параметром -r или -h. Однако если система уже находится на уровне запуска, который соответствует останову или перезагрузке, эти команды приказывают ядру немедленно отключиться. Если вам действительно необходимо спешно выключить компьютер, несмотря на возможные повреждения в результате неорганизованного выключения, используйте параметр -f.
6.8. Начальная файловая система оперативной памяти
Несмотря на то что процесс загрузки системы Linux довольно прост, один компонент постоянно приводит в замешательство: initramfs, или начальная файловая система оперативной памяти. Представьте его в виде маленького вставного пространства пользователя, которое появляется перед запуском нормального пользовательского режима. Но сначала поговорим о том, для чего оно существует.
Проблема заключается в доступности различных типов аппаратных средств для хранения данных. Как вы помните, ядро системы Linux не взаимодействует с интерфейсами BIOS или EFI для получения данных с дисков, поэтому для монтирования корневой файловой системы ему нужны драйверы, поддерживающие механизм хранения, заложенный в основу системы. Если, например, корневая файловая система расположена на дисковом массиве RAID, подключенном к контроллеру от стороннего разработчика, то ядру в первую очередь понадобится драйвер для такого контроллера. К сожалению, существует такое множество драйверов для контроллеров устройств хранения данных, что в ядро системы невозможно включить их все, поэтому многие драйверы поставляются в качестве загружаемых модулей. Однако загружаемые модули являются файлами, и, если у ядра не будет смонтированной в первую очередь файловой системы, оно не сможет загрузить необходимые модули драйверов.
Обходной путь заключается в объединении небольшой подборки модулей драйверов для ядра, а также некоторого количества других утилит в виде архива. Загрузчик системы загружает этот архив в память перед запуском ядра. Во время запуска ядро считывает содержимое архива во временную файловую систему оперативной памяти (initramfs), монтирует ее в корневой каталог и в пользовательском режиме выполняет передачу управления команде init в файловой системе initramfs.
Реализации этого процесса различны и более сложны. В некоторых версиях команда init в файловой системе initramfs — это всего лишь простой сценарий оболочки, который запускает демон udevd для загрузки драйверов, а затем монтирует реальный корневой каталог и выполняет в нем команду init. В версиях, использующих вариант systemd, как правило, можно увидеть полноценную сборку systemd, которая не использует файлы конфигурации модулей и содержит совсем немного файлов конфигурации демона udevd.
Одной из основных характеристик начальной файловой системы оперативной памяти, которая (пока) остается неизменной, является возможность обойти ее, если она вам не нужна. То есть, если ядро содержит все необходимые для монтирования корневой файловой системы драйверы, вы можете изъять начальную файловую систему оперативной памяти из конфигурации загрузчика системы. Если это удается сделать, время загрузки системы сокращается, как правило, на несколько секунд. Попробуйте выполнить это самостоятельно во время загрузки системы, использовав редактор меню загрузчика GRUB для удаления строки initrd. Лучше не экспериментировать с изменениями файла конфигурации загрузчика GRUB, поскольку можно совершить ошибку, которую будет трудно исправить. С недавних пор обойти начальную файловую систему оперативной памяти стало труднее, поскольку такие функции, как монтирование по идентификатору UUID, могут быть недоступны для обобщенных версий ядра.
Содержимое начальной файловой системы оперативной памяти легко увидеть, поскольку в большинстве современных систем это всего лишь архивы cpio (см. страницу руководства cpio(1)), сжатые с помощью утилиты gzip. Сначала отыщите файл архива, заглянув в конфигурацию загрузчика системы (используйте, например, команду grep для поиска строк initrd в файле конфигурации grub.cfg). Затем примените команду cpio, чтобы выгрузить содержимое архива в какой-либо временный каталог и исследовать результаты. Например:
$ mkdir /tmp/myinitrd
$ cd /tmp/myinitrd
$ zcat /boot/initrd.img-3.2.0-34 | cpio -i —no-absolute-filenames
—snip—
Особый интерес представляет «опорная точка» почти в самом конце процесса init для начальной файловой системы оперативной памяти. Этот участок отвечает за удаление содержимого временной файловой системы (чтобы освободить пространство) и окончательное переключение на реальную корневую файловую систему.
Как правило, вам не потребуется создавать пользовательскую начальную файловую систему оперативной памяти, поскольку это довольно кропотливая процедура. Существует множество утилит, предназначенных для создания образов такой файловой системы, и в вашей версии ОС наверняка есть какая-либо из них.
Наиболее распространенными являются утилиты dracut и mkinitramfs.
примечание
Термин начальная файловая система оперативной памяти (initramfs) относится к такой реализации, которая использует архив cpio в качестве источника для временной файловой системы. Существует устаревшая версия под названием «начальный диск оперативной памяти», или initrd, которая применяет образ диска в качестве основы для временной файловой системы. Этот вариант выходит из употребления, поскольку гораздо проще работать с архивом cpio. Тем не менее вам часто будет встречаться термин initrd применительно к начальной файловой системе оперативной памяти на основе архива cpio. Зачастую (как в приведенном примере) имена файлов и файлы конфигурации по-прежнему содержат слово initrd.