5.3 Linuxの起動とシャットダウン

Linux Essentials Online Text | 2021/07/15

BIOSとUEFI

電源を入れると、最初に起動するのがBIOS(UEFI)プログラムです。
BIOSはマザーボードを管理するプログラムです。起動すると、CPUやメモリ、HDD等、マザーボードに接続されている各種デバイスの設定や動作チェックを行い、予め設定されたブートシーケンスに従って起動可能なプログラムを探します。
BIOSは起動デバイスとしてHDDを見つけると、MBR領域にアクセスしてブートローダを起動させます。

ブートシーケンスとは、優先起動順位のことです。OSはHDD以外にもCD/DVD-ROMドライブやUSBメモリ等の外付けストレージデバイス等から起動することができます。多くの場合はHDDが最優先になっていますので、CD/DVD-ROMから起動したい場合は、BIOSでこの設定を変更しなければなりません。

BIOSとUEFIの違い

BIOS(Basic Input/Output System）は1980年に誕生し、長期間にわたって使われてきました。しかしながら、ハードウェアの進化とともにBIOSに限界を生じるようになりました。
特に容量の認識は致命的で、BIOSにはHDDを2.2TBまでしか認識できない制約があります。TB(テラバイト)が標準となった現状に合わなくなり、次世代BIOSであるUEFI(Unified Extensible Firmware Interface)への移行が進んでいます。

UEFIでできることはBIOSとあまり変わりませんが、2.2TB以上の容量を認識できるようになりました。左図のように、インターフェースもGUIになりマウスを使うことができます。加えて64bitに対応できるようになったことで起動が大幅に高速化されました。UEFIを使用する場合は、HDD内にUEFIが起動時に読み込む専用のパーティションを作成する必要があります。そのパーティションの事をESP(EFI System Partition)と呼びます。

＜BIOSとUEFIの比較＞

項目	BIOS	UEFI
インターフェース	TUI(Text User Interface)	GUI
サポート	MBR	GPT
基本パーティション	最大４	最大128
拡張パーティション	1	無し
論理パーティション	無制限	無し
対応容量	2.2TBまで	8ZB(約86億TB)まで
起動速度	遅い	速い

ランレベル

Linuxの動作モードのことです。ランレベルには0～6までの7種類が存在し、その数値によって動作が異なります。

ランレベルと動作モードは以下の通りです。

ランレベル	説明
0	シャットダウン(システムの停止)
1	シングルユーザモード(rootのみ)
2	ネットワークなしのマルチユーザーモード
3	マルチユーザーモード(テキストログイン)
4	未使用
5	マルチユーザーモード(グラフィカルログイン)
6	システムの再起動

ランレベルを設定することで指定したモードでLinuxが起動します。

シングルユーザモードはWindowsのセーフモードのようなもので、必要最低限の機能で起動するモードです。Rootパスワードを失念した場合によく使います。シングルユーザモードはroot以外ログインできませんが、マルチユーザモードは一般ユーザもログインできるようになります。

1～3はテキストログインのログインです。5はグラフィカルログインモードですが、システムにX Window Systemを導入しグラフィカルログインできるよう予め設定されている必要があります。0と6は起動時のランレベルとして設定すると起動できなくなりますので注意が必要です。(設定することは可能です。)