Исследуем процесс загрузки Linux

(C) В.А.Костромин, 2007 г.

Оглавление

• Предисловие
• Этап 1: BIOS
• Этап 2: Master Boot Record и Boot Record
• Этап 3: Вторичный загрузчик
  • 3.1. Задачи, решаемые загрузчиком
  • 3.2. Файл /boot/initrd и его назначение
  • 3.3. Файл /boot/System.map
  • 3.4. LILO
  • 3.5. GRUB
  • 3.6. Параметры начальной загрузки, обрабатываемые загрузчиком
• Этап 4: Запуск ядра
  • 4.1. Загрузка и инициализация ядра
  • 4.2. Параметр "init="
  • 4.3. Параметры начальной загрузки, обрабатываемые ядром
• Этап 5: Процесс Init и файл inittab
  • 5.1. Уровни выполнения
  • 5.2. Файл inittab
  • 5.3. Стили начальной загрузки
• Этап 6: Инициализационный скрипт rc.sysinit
  • 6.1. Обзор действий, выполняемых скриптом rc.sysinit
  • 6.2. Конфигурационные файлы, вызываемые из rc.sysinit
• Этап 7: Скрипт rc и запуск системных сервисов
  • 7.1. Структура каталога /etc/rc.d/
  • 7.2. Скрипт /etc/rc.d/rc
  • 7.3. Системные сервисы (демоны)
• Этап 8: Запуск процессов getty и Login
• Этап 9: Старт оболочки Bash
• Этап 10: Выполнение команд пользователя
• Загрузка в однопользовательском режиме
• Загрузка в графическом режиме
• Использованные источники

Предисловие

Вот уже восьмой год я использую ОС Linux на персональных компьютерах дома и на работе (хотя, признаюсь, и от Windows полностью отказаться пока не могу). За это время сменилось несколько поколений ядра этой операционной системы, существенно изменилось (в лучшую сторону) программное обеспечение, система стала вполне пригодной для использования на персональном компьютере. Однако ее настройка и оптимизация до сих пор остаются для меня сферой темной и непонятной. Но всегда было и до сих пор имеется желание разобраться в этих вопросах. Вспоминаются времена доброй старой ДОС, когда поневоле приходилось изучить все возможности конфигурации системы путем редактирования config.sys и autoexec.bat, чтобы впихнуть все нужные приложения в тесные рамки 640 Кбайт оперативной памяти. Хочется так же свободно ориентироваться и в конфигурационных файлах и в процедурах загрузки Линукс. Конечно, современные компьютеры не так стеснены в объемах ОП, да и процедуры загрузки Linux куда как сложнее организованы, и все же, и все же... В настоящей статье я попытаюсь изложить все те знания по вопросу организации процесса загрузки Linux, которые мне удалось собрать из различных источников. Цель статьи состоит не только в том, чтобы понять, как происходит начальная загрузка Linux, но и научиться влиять на этот процесс Ведь конфигурация системы во многом (а может быть, и полностью) определяется в процессе начальной загрузки.

Настоящая статья представляет собой конспект, составленный из всех найденных мной источников, дополненный результатами различных экспериментов и проверок на моем домашнем компьютере с несколькими разными дистрибутивами Linux. (Cписок использованных источников приведен в конце данной статьи; он не претендует на полноту, это только те статьи, которые мне стали каким-то образом доступны.) Очень краткое, но емкое описание процесса начальной загрузки приведено в великолепной статье Эрика Реймонда [2], которую я очень рекомендую всем прочитать. Более подробное описание имеется в специальном HOWTO Грега О'Кифи (Greg O'Keefe) “От включения питания до приглашения Bash” [3], но на мой взгляд, даже там изложение слишком краткое и лишенное интересных подробностей и деталей. А вся суть, как известно, в деталях! Кроме того, О'Кифи заканчивает на появлении приглашения Bash, а мне хочется рассмотреть и вопросы оптимизации работы пользователя в системе. Это та цель, которую я продекларировал еще в своей первой книге [1], но которая не была мной достигнута. В частности, я постараюсь проследить, как процессы загрузки отображаются на экране монитора и протоколах работы системы.

Я буду очень благодарен, если после прочтения статьи вы пришлете мне свои замечания и предложения по ее доработке на адрес kos @ rus-linux dot net. Я намереваюсь некоторое время дорабатывать содержание этих заметок и постараюсь учесть все замечания и дополнения, которые мне будут присланы. Поэтому следите за появлением изменений и корректировок. Чтобы вам было удобнее отслеживать внесение поправок, каждый раздел заметок снабжается ссылкой на дату последней корректировки раздела.

На тот случай, если вы захотите повторить мои действия, следует сделать несколько предварительных замечаний. Для выполнения действий по конфигурированию и настройке системы в большинстве случаев необходимо иметь права суперпользователя. А, как известно, любое неосторожное действие, выполненное с такими полномочиями, может привести к катастрофическим для системы последствиям. Поэтому, традиционный отказ от отвественности. Имейте в виду, что все, что вы будете делать со своей системой, вы делаете на свой страх и риск. Предупреждаю, что даже небольшая ошибка при редактировании конфигурационных файлов может привести к тому, что ваша система перестанет загружаться. Так что любые эксперименты на первых этапах лучше проводить на компьютере, где нет ценных для вас файлов, или сохранить такие файлы на резервном носителе. Я все эксперименты проводил на старом компьютере, который использую только для тестирования. Впрочем, во многих случаях можно исправить свои ошибки, загрузив систему в однопользовательском режиме (об этом будет рассказано в одном из последних разделов данной статьи) или с помощью одного из так называемых LiveCD – загрузочных CD-ROM с операционной системой (описание которых уже выходит за рамки настоящей статьи). А еще лучше выполнять такого рода эксперименты в виртуальном компьютере.

Предупреждения сделаны. Итак, приступаем!