Читаем Внутреннее устройство Linux полностью

8. В процессе конфигурирования загрузчик GRUB может загрузить дополнительный код (модули) в загрузочный раздел.

9. Загрузчик GRUB исполняет команду boot, чтобы загрузить и исполнить ядро, как определено командой linux в конфигурации.

Шаги 3 и 4 в приведенной схеме, когда загружается ядро загрузчика GRUB, могут оказаться сложнее вследствие повторяющейся неадекватности традиционных механизмов загрузки ПК. Самый главный вопрос: где расположено ядро загрузчика GRUB? Существует три основные возможности:

• по частям размещено в таблице MBR и перед началом первого раздела;

• в обычном разделе;

• в специальном загрузочном разделе: загрузочном разделе GPT, системном разделе EFI (ESP) или еще где-либо.

Во всех случаях, исключая наличие раздела ESP, система BIOS загружает 512 байт из таблицы MBR, и именно здесь начинается загрузчик GRUB. Этот небольшой фрагмент (отщепленный от файла boot.img из каталога загрузчика GRUB) еще не является ядром, но он содержит исходную точку для ядра, с которой начинается его загрузка.

Однако при наличии раздела ESP ядро загрузчика GRUB присутствует здесь в виде файла. Прошивка может просмотреть раздел ESP и напрямую исполнить ядро загрузчика GRUB или загрузчика любой другой операционной системы, размещенного здесь.

Для большинства систем эта картина не является полной. Загрузчику системы может также понадобиться загрузить начальный образ файловой системы оперативной памяти до загрузки и исполнения ядра. Именно это определяет конфигурационный параметр initrd в разделе 6.8. Прежде чем вы узнаете о начальной файловой системе оперативной памяти, вам необходимо изучить запуск пространства пользователя. Именно с этого начинается следующая глава.

6. Как запускается пространство пользователя

Момент, когда ядро запускает первый процесс из пространства пользователя, init, важен не только потому, что именно сейчас оперативная память и центральный процессор окончательно готовы к нормальной работе, но и потому, что здесь вы можете увидеть, каким образом остальная часть системы выстраивается как целое. До этого момента ядро исполняет хорошо контролируемую последовательность действий, которая определена сравнительно малым количеством разработчиков ПО. Пространство пользователя в гораздо большей степени обладает модульной структурой. Здесь намного проще увидеть, что происходит в пространстве пользователя при его запуске и работе. Смелым пользователям также довольно просто изменить настройки запуска пространства пользователя, поскольку для этого не требуются навыки программирования на низком уровне.

В общих чертах, пространство пользователя запускается следующим образом.

1. Команда init.

2. Важнейшие низкоуровневые службы, такие как udevd и syslogd.

3. Сетевая конфигурация.

4. Службы среднего и высокого уровня (крон, печать и т. д.).

5. Приглашение ко входу в систему, пользовательский интерфейс и другие приложения высокого уровня.

6.1. Знакомство с командой init

Команда init — это команда из пространства пользователя, подобная любой другой команде системы Linux. Ее можно найти в каталоге /sbin вместе с другими системными исполняемыми файлами. Основное назначение этой команды — запуск и останов важнейших служебных процессов системы, хотя новые версии обладают дополнительными возможностями.

В дистрибутивах Linux существует три основные реализации команды init.

• System V init. Обычная последовательная команда init (Sys V, обычно произносится sys-five). Версия Red Hat Enterprise Linux и некоторые другие используют этот вариант.

• systemd. Набирающий силу стандарт команды init. Во многих дистрибутивах осуществлен переход на команду systemd, а в тех, где это еще не сделано, такой переход планируется.

• Upstart. Команда init для версий Ubuntu. Тем не менее к моменту написания книги в Ubuntu также запланирован переход на команду systemd.

Существуют также различные другие версии команды init, в особенности на встроенных платформах. Например, платформа Android обладает собственной командой init. В BSD также есть собственная версия команды init, но вряд ли вы встретите ее на современном компьютере с Linux. В некоторых дистрибутивах конфигурация команды System V init изменена, чтобы напоминать стиль BSD.