深入探索systemd：Linux启动管理与目标状态控制

### 深入探索 systemd：Linux 启动管理与目标状态控制 #### 1. systemd 概述 systemd 是一个功能强大且复杂的系统管理工具，它并非单一的大型二进制可执行文件，而是由众多小的组件和子命令构成，每个组件和子命令都用于执行特定的任务。 #### 2. 探索 Linux 启动序列 在这部分，我们将探索用于管理 Linux 启动序列的文件和工具，包括系统启动顺序、更改默认启动目标以及手动切换目标而无需重启系统。同时，我们会熟悉两个重要的 systemd 工具： - **systemctl 命令**：与 systemd 交互并发送命令的主要方式。 - **journalctl 命令**：用于访问 systemd 日志，其中包含大量系统历史数据，如内核和服务消息（包括信息和错误）。 #### 3. GRUB 配置 在观察启动序列之前，我们需要对 GRUB（Grand Unified Boot Loader）进行配置，以显示启动和关机过程中的详细消息。通常，大多数发行版会使用启动动画或启动画面来隐藏这些消息，我们可以通过修改 GRUB 配置来改变这种情况。 - **主要配置文件**：/boot/grub2/grub.cfg，但不要直接修改该文件，因为内核更新时它可能会被覆盖。 - **本地配置文件**：/etc/default/grub，我们可以修改该文件的内容来调整 grub.cfg 的默认设置。 ##### 3.1 查看 /etc/default/grub 文件 以下是查看当前未修改的 /etc/default/grub 文件的命令： ```bash [root@studentvm1 ~]# cd /etc/default ; cat grub GRUB_TIMEOUT=5 GRUB_DISTRIBUTOR="$(sed 's, release .*$,,g' /etc/system-release)" GRUB_DEFAULT=saved GRUB_DISABLE_SUBMENU=true GRUB_TERMINAL_OUTPUT="console" GRUB_CMDLINE_LINUX="resume=/dev/mapper/fedora_studentvm1-swap rd.lvm.lv=fedora_studentvm1/root rd.lvm.lv=fedora_studentvm1/swap ­rd.lvm.lv=fedora_studentvm1/usr rhgb quiet" GRUB_DISABLE_RECOVERY="true" [root@studentvm1 default]# ``` 其中，`GRUB_TIMEOUT` 是 GRUB 菜单倒计时的秒数，默认是 5 秒，可将其改为 10 秒，以便有更多时间响应 GRUB 菜单。`GRUB_CMDLINE_LINUX` 行列出了启动时传递给内核的命令行参数，通常可以删除 `rhgb` 和 `quiet` 参数，`rhgb` 会在启动时显示图形动画而不是启动消息，`quiet` 会阻止显示启动消息和错误信息。 ##### 3.2 修改 GRUB 配置 使用文本编辑器删除 `rhgb` 和 `quiet` 参数，修改后的文件如下： ```bash [root@studentvm1 default]# cat grub GRUB_TIMEOUT=10 GRUB_DISTRIBUTOR="$(sed 's, release .*$,,g' /etc/system-release)" GRUB_DEFAULT=saved GRUB_DISABLE_SUBMENU=true GRUB_TERMINAL_OUTPUT="console" GRUB_CMDLINE_LINUX="resume=/dev/mapper/fedora_studentvm1-swap rd.lvm.lv=fedora_studentvm1/root rd.lvm.lv=fedora_studentvm1/swap rd.lvm.lv=fedora_studentvm1/usr" GRUB_DISABLE_RECOVERY="false" [root@studentvm1 default]# ``` 然后使用 `grub2-mkconfig` 程序生成新的 grub.cfg 配置文件： ```bash [root@studentvm1 grub2]# grub2-mkconfig > /boot/grub2/grub.cfg Generating grub configuration file ... Found linux image: /boot/vmlinuz-4.18.9-200.fc28.x86_64 Found initrd image: /boot/initramfs-4.18.9-200.fc28.x86_64.img Found linux image: /boot/vmlinuz-4.17.14-202.fc28.x86_64 Found initrd image: /boot/initramfs-4.17.14-202.fc28.x86_64.img Found linux image: /boot/vmlinuz-4.16.3-301.fc28.x86_64 Found initrd image: /boot/initramfs-4.16.3-301.fc28.x86_64.img Found linux image: /boot/vmlinuz-0-rescue-7f12524278bd40e9b10a085bc82dc504 Found initrd image: /boot/initramfs-0-rescue-­7f12524278bd40e9b10a085bc82dc504.img done [root@studentvm1 grub2]# ``` 最后重启虚拟机以查看原本隐藏在 Plymouth 启动动画后的启动消息。 ##### 3.3 查看启动消息的其他方法 如果未禁用 Plymouth 启动动画或消息滚动太快无法阅读，可以通过以下方法查看启动消息： - 使用 `less` 命令查看 /var/log/messages 文件的内容，该文件包含启动和运行过程中的消息。 - 使用 `journalctl` 命令查看 systemd 日志： ```bash [root@studentvm1 grub2]# journalctl -- Logs begin at Sat 2020-01-11 21:48:08 EST, end at Fri 2020-04-03 08:54:30 EDT. -- Jan 11 21:48:08 f31vm.both.org kernel: Linux version 5.3.7-301.fc31.x86_64 ([email protected]) (gcc version 9.2.1 20190827 (Red Hat 9.2.1-1) (GCC)) #1 SMP Mon Oct > Jan 11 21:48:08 f31vm.both.org kernel: Command line: BOOT_IMAGE=(hd0,msdos1)/vmlinuz-5.3.7-301.fc31.x86_64 root=/dev/mapper/VG01-root ro resume=/dev/mapper/VG01-swap rd.lvm.lv=VG01/root rd> ... ``` #### 4. 内核加载与 systemd 接管 GRUB 将内核加载到内存后，内核需要先从压缩文件中解压出来才能执行有用的工作。内核解压并开始运行后，会加载 systemd 并将控制权交给它，此时启动过程结束，但系统还无法为用户执行任何有