Linux avancé : noyau et démarrage

Le noyau et sa version

uname -r                                  # noyau en cours (6.8.x sur Ubuntu 24.04, 7.0.x sur 26.04)
uname -a
cat /proc/version
cat /etc/os-release
hostnamectl
lscpu
lspci -k                                  # matériel PCI et pilote utilisé
lsusb
sudo dmidecode -t system -t bios          # informations du constructeur

Ubuntu LTS suit un noyau récent à l’installation ; le noyau HWE (hardware enablement) apporte les noyaux plus récents des versions suivantes pendant la vie de la LTS : apt policy linux-generic linux-generic-hwe-24.04.

Modules du noyau

Le noyau charge à la demande des modules (pilotes, systèmes de fichiers, protocoles).

lsmod | head
modinfo e1000e                            # description et paramètres d'un module
sudo modprobe br_netfilter                # charger
sudo modprobe -r br_netfilter             # décharger
sudo dmesg -T | tail                      # messages du chargement

Chargement au démarrage : /etc/modules-load.d/reseau.conf (un nom de module par ligne). Paramètres et interdictions : /etc/modprobe.d/.

overlay
br_netfilter

# /etc/modprobe.d/blocage.conf
blacklist nouveau
options snd_hda_intel power_save=1

sudo update-initramfs -u                  # après modification des modules « précoces »

blacklist n’empêche pas le chargement par dépendance : install nom /bin/false l’interdit complètement.

Paramètres : `sysctl`

sysctl -a | less
sysctl vm.swappiness
sudo sysctl -w vm.swappiness=10                         # temporaire
echo 'vm.swappiness=10' | sudo tee /etc/sysctl.d/99-memoire.conf
sudo sysctl --system                                    # recharge tous les fichiers
sysctl -p /etc/sysctl.d/99-memoire.conf

Fichiers lus : /usr/lib/sysctl.d/, /etc/sysctl.d/ (préfixe numérique = ordre ; le dernier gagne), /etc/sysctl.conf. Nommer ses fichiers 99-quelquechose.conf pour passer après ceux du système.

Paramètre	Rôle	Valeurs courantes
`vm.swappiness`	Propension à échanger	60 (défaut), 10 pour un serveur de base de données
`vm.overcommit_memory`	Politique de sur-allocation	`1` conseillé pour Redis (voir Redis : expiration et mémoire)
`vm.max_map_count`	Zones mémoire par processus	`262144` pour Elasticsearch, certaines bases
`fs.inotify.max_user_watches`	Fichiers surveillés	`524288` pour les outils de développement (Vitest : dépannage)
`fs.file-max`	Fichiers ouverts (système)	Rarement à changer
`net.core.somaxconn`	File d’acceptation	Voir Réseau avancé
`kernel.pid_max`	Nombre maximal de PID	Machines avec énormément de processus
`kernel.panic`	Redémarrage automatique après un plantage du noyau (secondes)	`10` pour un serveur distant

Ne modifier que ce qu’on comprend et qu’on a mesuré : les valeurs par défaut sont raisonnables ; copier des « optimisations » trouvées en ligne dégrade parfois les performances.

Ligne de commande du noyau et GRUB

cat /proc/cmdline
grep -E "^GRUB_" /etc/default/grub

Modifier les paramètres de démarrage : /etc/default/grub

GRUB_TIMEOUT=5
GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="quiet splash"
GRUB_CMDLINE_LINUX="console=tty0 console=ttyS0,115200n8"

sudo cp /etc/default/grub /etc/default/grub.sauvegarde
sudo nano /etc/default/grub
sudo update-grub                          # régénère /boot/grub/grub.cfg

Paramètre	Effet
`quiet splash`	Démarrage discret (retirer pour voir les messages en cas de panne)
`console=ttyS0,115200`	Console série (serveurs, machines virtuelles)
`nomodeset`	Désactiver le pilote graphique (écran noir au démarrage)
`fsck.mode=force`	Vérifier les systèmes de fichiers au prochain démarrage
`systemd.unit=rescue.target`	Démarrer en mode secours
`init=/bin/bash`	Shell direct (récupération)
`net.ifnames=0`	Anciens noms d’interface (`eth0`)
`transparent_hugepage=never`	Désactiver les grandes pages transparentes (recommandé pour certaines bases)

Analyser le démarrage

systemd-analyze                           # durée totale (noyau + espace utilisateur)
systemd-analyze blame | head -15          # unités les plus lentes
systemd-analyze critical-chain            # chaîne critique
systemd-analyze plot > demarrage.svg      # diagramme
journalctl -b -p warning                  # avertissements de ce démarrage
journalctl -b -1 -p err                   # erreurs du démarrage précédent
systemctl --failed                        # unités en échec
dmesg -T --level=err,warn

Voir aussi systemd : dépendances et cibles (cibles de démarrage et ordre).

Système de secours

Situation	Solution
Service en échec bloquant le démarrage	`systemctl --failed`, `journalctl -xb`
Mode d’urgence (fstab erroné)	Entrer le mot de passe de `root` (ou `Ctrl+D`), corriger `/etc/fstab`, `mount -o remount,rw /`, `reboot`
Mot de passe `root` ou utilisateur perdu	Démarrer avec `init=/bin/bash`, `mount -o remount,rw /`, `passwd`, `exec /sbin/init` (accès physique ou console requis)
Noyau défectueux	Menu GRUB > « Advanced options » > choisir un noyau précédent
Système qui ne démarre plus	Démarrer sur un système live (clé USB ou ISO de l’hébergeur), monter, `chroot`, réparer

Réparer depuis un système live (chroot)

sudo mount /dev/sdX2 /mnt                            # racine (remplacer sdX2)
sudo mount /dev/sdX1 /mnt/boot/efi                   # partition EFI
for d in dev proc sys run; do sudo mount --bind /$d /mnt/$d; done
sudo chroot /mnt
# dans le chroot :
update-grub
grub-install /dev/sdX                                # BIOS ; en EFI : grub-install --target=x86_64-efi
update-initramfs -u -k all
exit

Les accès console de l’hébergeur (KVM, console série, mode secours) servent à cela : les repérer avant d’en avoir besoin.

`initramfs`

L’initramfs est une petite image chargée en mémoire au démarrage qui contient les pilotes nécessaires pour monter la racine (disque, LVM, RAID, chiffrement).

lsinitramfs /boot/initrd.img-$(uname -r) | head
sudo update-initramfs -u                              # régénérer pour le noyau courant
sudo update-initramfs -u -k all
ls -lh /boot/initrd.img-*

À régénérer après un changement de configuration de disque (LVM, mdadm, crypttab) : sinon le système peut ne plus trouver sa racine au démarrage suivant.

Gérer les noyaux installés

dpkg -l 'linux-image-*' | grep ^ii
uname -r
df -h /boot                               # une petite partition /boot se remplit de vieux noyaux
sudo apt autoremove --purge               # supprime les anciens noyaux inutiles (en gardant le courant et le précédent)
apt policy linux-image-generic
sudo apt install linux-generic-hwe-24.04  # noyau HWE (24.04)

Garder toujours au moins un noyau précédent fonctionnel pour pouvoir revenir en arrière. Un /boot plein (mise à jour interrompue) se règle par apt autoremove --purge, puis sudo apt -f install.

Redémarrage et correctifs sans redémarrage

cat /var/run/reboot-required.pkgs 2>/dev/null
sudo needrestart -r l                                # services à redémarrer
sudo systemctl reboot
sudo shutdown -r +5 "redémarrage de maintenance"
sudo shutdown -c                                      # annuler
last reboot | head -5

Livepatch (service d’Ubuntu Pro, gratuit pour un usage personnel limité) applique des correctifs de sécurité du noyau sans redémarrer :

sudo pro attach <jeton>                               # jeton fourni par le compte Ubuntu Pro
sudo pro status
canonical-livepatch status

Il retarde les redémarrages urgents mais ne les supprime pas : prévoir un redémarrage régulier (voir Ubuntu Server : actions après l’installation).

Plantages et diagnostic du noyau

journalctl -k -b -1 | tail -50                        # messages du noyau avant le dernier arrêt
sudo journalctl -b -1 -p crit
ls /var/crash/                                         # rapports (apport, selon la configuration)
sudo apt install linux-crashdump                       # kdump : capture de la mémoire lors d'un plantage
cat /proc/sys/kernel/panic
echo 'kernel.panic=10' | sudo tee /etc/sysctl.d/99-panic.conf

Un redémarrage sans trace (journal vide avant l’arrêt) évoque une coupure matérielle (alimentation, surchauffe, hyperviseur) plutôt qu’un plantage logiciel.

Dépannage

Symptôme	Piste
Écran noir au démarrage	`nomodeset`, retirer `quiet splash`, console série
`error: file '/boot/grub/…' not found`	GRUB à réinstaller depuis un système live (chroot)
`/boot` plein, `apt` échoue	`apt autoremove --purge`, supprimer d’anciens noyaux
`ALERT! UUID=… does not exist. Dropping to a shell`	`initramfs` : disque ou module manquant ; `blkid`, `/etc/fstab`, `update-initramfs -u` depuis un système de secours
Un module ne se charge pas	`dmesg -T`, `modinfo`, noyau différent du module (DKMS : `dkms status`)
Un paramètre `sysctl` est perdu au redémarrage	Valeur écrite avec `-w` seulement : l’ajouter à `/etc/sysctl.d/`
Modules DKMS (VirtualBox…) cassés après mise à jour du noyau	`sudo dkms autoinstall`, installer les en-têtes (`linux-headers-$(uname -r)`)
Démarrage lent	`systemd-analyze blame`, service réseau qui attend (`systemd-networkd-wait-online`)

Ubuntu 24.04 et 26.04 : différences à connaître

Les noyaux diffèrent (6.8 sur Ubuntu 24.04, 7.0 sur 26.04) ; les commandes sont les mêmes. sudo est fourni par sudo-rs sur 26.04. Après une montée de version d’Ubuntu, recompiler les modules DKMS et vérifier les paramètres de la ligne de commande du noyau.

Pour aller plus loin

Manuels : man sysctl, man modprobe, man grub-mkconfig, man systemd-analyze, Documentation Ubuntu : noyau
Suite : Sauvegarde et automatisation