Linuxシステムが電源投入から起動するまでには、複数のステップを経てシステムが正常に稼働します。
このプロセスの重要な部分として、ブートローダーがあり、Linuxの起動順序の中でも極めて重要な役割を果たします。
Linuxの起動順序
Linuxシステムの起動は、次のような順序で行われます。
- 電源投入とPOST (Power-On Self Test)
コンピュータの電源を入れると、最初にハードウェアが自己診断を行います。これはPOSTと呼ばれ、CPU、メモリ、ディスクドライブなどの主要なハードウェアコンポーネントが正常に動作しているかどうかを確認します。この段階で異常が見つかると、システムは停止し、エラーメッセージが表示されます。 - ブートローダーの読み込み
POSTが完了すると、BIOSまたはUEFIが次にブートローダーをロードします。ブートローダーは、ディスク上にあるOSを起動するためのソフトウェアです。Linuxでは一般的にGRUB（Grand Unified Bootloader）が使用されます。GRUBは、複数のOSやカーネルオプションを選択して起動することができる柔軟なブートローダーです。 - カーネルのロード
ブートローダーがOSの選択を終えると、選択されたOSのカーネルがメモリにロードされます。Linuxカーネルは、ハードウェアとソフトウェアの間で直接通信を行う中心的な役割を果たします。ブートローダーは、このカーネルのイメージファイルをディスクからメモリに読み込み、カーネルの初期化を開始します。 - initプロセスの起動
カーネルが正常にロードされると、次にinitプロセスが起動します。/sbin/initは最初に実行されるユーザースペースのプロセスであり、システム全体のサービスやプロセスの管理を行います。最近のシステムでは、initの代わりにsystemdが使用されており、systemdはより効率的にサービスを管理します。 - システムサービスの起動とログイン
最後に、initまたはsystemdによって各種サービス（ネットワーク、ログインマネージャなど）が起動されます。全てのサービスが正常に起動すると、ユーザーはログイン画面にアクセスできるようになり、システムが利用可能となります。
ブートローダーとは？
ブートローダーは、OSをディスクからロードし、カーネルをメモリ上に配置するためのソフトウェアです。
Linuxでは主にGRUB（GRand Unified Bootloader）が使われ、複数のOSを管理し、
起動時にどのOSを起動するか選択する役割も持っています。
GRUBの特徴
- マルチブート: 複数のOSを同一マシンにインストールしている場合、GRUBはどのOSを起動するか選択できます。
- カーネルオプションの指定: GRUBでは、起動時に特定のカーネルパラメータを指定してシステムを起動することが可能です。たとえば、カーネルモジュールの読み込みを制御したり、トラブルシューティングを行ったりする際に役立ちます。
- 設定ファイル: GRUBは、設定ファイル
/boot/grub/grub.cfgを参照し、OSやカーネルの情報を取得します。このファイルには、起動時に表示されるメニューやカーネルのパスが記述されています。
GRUBには、従来のGRUB Legacyと新しいGRUB2があり、現在はGRUB2が主流となっています。
GRUB2は、より多機能で柔軟な設定が可能です。
GRUBの操作例
GRUBのインターフェースでは、矢印キーでOSを選択し、Enterキーで選択したOSを起動します。
デフォルトのOSは、設定ファイルによって指定され、タイムアウトが設定されている場合、
一定時間が経過すると自動的にデフォルトのOSが起動されます。
起動順序の詳細解説
起動順序を把握することで、システムが正常に起動しない場合のトラブルシューティングにも役立ちます。
たとえば、GRUBでブートローダーの設定に問題があれば、正しいカーネルが起動しなかったり、
システムが起動しなかったりすることがあります。
また、カーネルの問題が発生した場合、古いカーネルバージョンで再起動することで、
システムを復元できることがあります。
まとめ
Linuxの起動順序は、電源投入からPOST、ブートローダー、カーネルのロード、
initプロセス、システムサービスの起動という一連のステップで行われます。
特に、ブートローダーであるGRUBは重要な役割を果たし、OSの選択やカーネルの起動を管理します。
Linuxの起動順序を理解することで、システム管理やトラブルシューティングが容易になります。