Изучив некоторые ключевые компоненты Linux, давайте теперь посмотрим, как они все объединяются при запуске системы. Вся последовательность, от нажатия кнопки питания до появления приглашения для входа в систему, известна как процесс загрузки Linux (Linux boot process). Это увлекательное путешествие, которое превращает выключенную машину в полностью функциональную операционную систему.
Процесс загрузки операционной системы Linux можно упростить до четырех основных этапов.
Этап 1 BIOS
BIOS (Basic Input/Output System) или его современный преемник UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) — это первое программное обеспечение, которое запускается при включении компьютера. Он выполняет самотестирование при включении (POST) для инициализации и проверки оборудования системы, такого как ЦП, память и устройства хранения данных. Как только аппаратное обеспечение проверено, основная задача BIOS — найти и загрузить загрузчик с устройства хранения данных.
Этап 2 Загрузчик (Bootloader)
Загрузчик берет управление на себя от BIOS. Его основная обязанность — загрузить ядро Linux в память. Распространенным загрузчиком для Linux является GRUB (GRand Unified Bootloader). GRUB часто отображает меню, позволяя вам выбрать, какую операционную систему или версию ядра загрузить. После выбора (или по истечении времени ожидания) он загружает выбранное ядро и начальный образ оперативной памяти (initrd) в память, а затем передает управление ядру.
Этап 3 Ядро (Kernel)
Как только ядро загружено в память, оно берет на себя управление системой. Оно начинает с самораспаковки и инициализации основного оборудования и управления памятью. Затем ядро монтирует корневую файловую систему, которая содержит все системные файлы. Его последняя и самая важная задача в процессе загрузки Linux — это выполнение первой программы в пространстве пользователя: процесса init.
Этап 4 Init
Процесс init — это первый процесс, запущенный ядром, и он является предком всех остальных процессов в системе. Его основная задача — привести систему в пригодное для использования состояние путем запуска необходимых служб и фоновых процессов (демонов) в соответствии с его конфигурацией. Существует несколько реализаций init, таких как традиционный System V init, Upstart и ныне широко используемый systemd.
Это дает общее представление о процессе загрузки Linux. Мы более подробно рассмотрим каждый из этих этапов в следующих уроках.