Введение в ос linux
| Вид материала | Документы |
СодержаниеДосистемная загрузка Загрузчик в ПЗУ Загрузочный сектор и первичный загрузчик |
- Единый графический интерфейс. Введение в операционную систему Linux, 429.5kb.
- В Linux. 2 Приобретение и инсталляция Linux. 3 Учебник по Linux 4 Администрирование, 3589.91kb.
- Документация Calculate Linux, 12378.73kb.
- Gnu/Linux, 51.18kb.
- Лекция 17. Операционная система Linux, 126.24kb.
- Концепция развития спо в РФ 2 История Linux, 105.81kb.
- Windows против Linux, 88.72kb.
- RH253 Сетевые службы Red Hat Linux и администрирование безопасности, 45.9kb.
- Установка ос linux: основные моменты, 83.79kb.
- Исследование возможностей ос linux для приложений реального времени с обработкой разнородной, 98.25kb.
Досистемная загрузкаПрограмма login, регистрирующая пользователей в системе, запускается только тогда, когда сама система уже приведена в полную готовность и работает в обычном режиме. Происходит это далеко не сразу после включения компьютера: Linux -- довольно сложная система, объекты которой попадают в оперативную память не сами собой, а в процессе загрузки. Сама загрузка -- процесс ступенчатый: поведение компьютера на различных этапах загрузки определяется совершенно разными людьми, от разработчиков аппаратной составляющей до системного администратора. Предъявляемые к системе требования гибкости, возможности изменять её настройку в зависимости от аппаратной составляющей, необходимость решать разные задачи с помощью одного и того же компьютера тоже делают процесс загрузки ступенчатым: сначала определяется профиль будущей системы, а затем этот профиль реализуется. Начальный этап вообще не зависит от того, какая операционная система установлена на компьютере, для некоторых этапов в каждой операционной системе предлагаются свои решения -- по большей части, взаимозаменяемые. Эту стадию (начальную) назовём досистемной загрузкой. Начиная с определённого этапа загрузка компьютера уже управляется самим Linux, используются утилиты, сценарии и т. п. Эту стадию (завершающую) назовём системной загрузкой. Загрузчик в ПЗУСразу после включения, оперативная память компьютера классической архитектуры девственно чиста. Для того, чтобы начать работать, процессору необходима хоть какая-то программа. Эта программа автоматически загружается в память из постоянного запоминающего устройства, ПЗУ (или ROM, read-only memory), в которое она вписана раз и навсегда в неизменном виде(1). В специализированных компьютерах -- например, в дешёвых игровых приставках -- всё, что нужно пользователю, записывается именно на ПЗУ (часто сменное), и запуском программы оттуда загрузка заканчивается. Обычно в компьютерах общего назначения программа из ПЗУ пользователю ничем полезна не бывает: она невелика, да и делает всегда одно и то же. Слегка изменить поведение программы из ПЗУ можно, оперируя данными, записанными в энерго-независимую память (иногда её называют CMOS, иногда -- NVRAM). Объём энерго-независимой памяти очень невелик, а данные из неё сохраняются после выключения компьютера за счёт автономного электропитания (как правило, от батарейки вроде часовой). Что должна уметь эта начальная программа? Распознавать основные устройства, на которых может быть записана другая -- нужная пользователю -- программа, уметь загружать эту программу в память и передавать ей выполнение, а также поддерживать интерфейс, позволяющий менять настройки в NVRAM. Собственно, это даже не одна программа, а множество подпрограмм, занимающихся взаимодействием с разнообразными устройствами ввода-вывода -- как с теми, на которых могут храниться программы (жёсткие и гибкие диски, магнитные ленты и даже сетевые карты), так и теми, посредством которых можно общаться с пользователем (последовательные порты передачи данных -- если есть возможность подключить консольный терминал, системная клавиатура и видеокарта -- для простых персональных рабочих станций). Этот набор подпрограмм в ПЗУ обычно называется BIOS (basic input-output system).
Этот этап загрузки системы можно назвать нулевым, так как ни от какой системы он не зависит. Его задача -- определить (возможно, с помощью пользователя), с какого устройства будет идти загрузка, загрузить оттуда специальную программу-загрузчик и запустить его. Например, выяснить, что устройство для загрузки -- жёсткий диск, считать самый первый сектор этого диска и передать управление программе, которая находится в считанной области. Загрузочный сектор и первичный загрузчикЧаще всего размер первичного дискового загрузчика -- программы, которой передаётся управление после нулевого этапа, -- весьма невелик. Это связано с требованиями универсальности подобного рода программ. Считывать данные с диска можно секторами, размер которых различается для разных типов дисковых устройств (от половины килобайта до восьми или даже больше). Кроме того, если считать один, первый, сектор диска можно всегда одним и тем же способом, то команды чтения нескольких секторов на разных устройствах могут выглядеть по-разному. Поэтому-то первичный загрузчик занимает обычно не более одного сектора в самом начале диска, в его загрузочном секторе. Если бы первичный загрузчик был побольше, он, наверное, и сам мог бы разобраться, где находится ядро операционной системы и смог бы самостоятельно считать его, разместить в памяти, настроить и передать ему управление. Однако ядро операционной системы имеет довольно сложную структуру -- а значит, и непростой способ загрузки; оно может быть довольно большим, и, что неприятнее всего, может располагаться неизвестно где на диске, подчиняясь законам файловой системы (например, состоять из нескольких частей, разбросанных по диску). Учесть всё это первичный загрузчик не в силах. Его задача скромнее: определить, где на диске находится "большой" вторичный загрузчик, загрузить и запустить его. Вторичный загрузчик прост, и его можно положить в заранее определённое место диска, или, на худой конец, положить в заранее определённое место карту размещения, описывающую, где именно искать его части (размер вторичного загрузчика ограничен, поэтому и возможно построить такую карту).
В случае IBM-совместимого компьютера размер загрузочного сектора составляет всего 512 байтов, из которых далеко не все приходятся на программную область. Загрузочный сектор IBM PC, называемый MBR (master boot record), содержит также таблицу разбиения диска, структура которой описана в лекции ссылка скрыта. Понятно, что программа такого размера не может похвастаться разнообразием функций. Стандартный для многих систем загрузочный сектор может только считать таблицу разбиения диска, определить т. н. загрузочный раздел (active partition), и загрузить программу, расположенную в начале этого раздела. Для каждого типа диска может быть своя программная часть MBR, что позволяет считывать данные из любого места диска, сообразуясь с его типом и геометрией. Однако считывать можно всё же не более одного сектора: неизвестно, для чего используются установленной на этом разделе операционной системой второй и последующие сектора. Выходит, что стандартная программная часть MBR -- это некий предзагрузчик, который считывает и запускает настоящий первичный загрузчик из первого сектора загрузочного раздела. Существуют версии предзагрузчика, позволяющие пользователю самостоятельно выбрать, с какого из разделов выполнять загрузку(2). Это позволяет для каждой из установленных операционных систем хранить собственный первичный загрузчик в начале раздела и свободно выбирать среди них. В стандартной схеме загрузки Linux используется иной подход: простой первичный загрузчик записывается прямо в MBR, а функция выбора передаётся вторичному загрузчику.
|