Внутреннее устройство Linux

Уорд Брайан

• LOADLIN — загружает ядро из оболочки MS-DOS;

• efilinux — загрузчик с интерфейсом UEFI, призванный быть моделью и эталоном для других загрузчиков с интерфейсом UEFI;

• coreboot (ранее назывался LinuxBIOS) — высокопроизводительная замена системы BIOS в персональных компьютерах. Может содержать ядро;

• Linux Kernel EFISTUB — плагин ядра для загрузки напрямую из системного раздела ESP (EFI/UEFI System Partition), имеющегося в современных си­стемах.

В этой книге речь пойдет исключительно о загрузчике GRUB. Основная причина для использования других загрузчиков системы заключается

либо в более простом их конфигурировании, по сравнению с GRUB, либо в быстроте работы.

Чтобы ввести имя ядра и параметры, вам сначала необходимо узнать, как попасть в строку приглашения загрузчика. К сожалению, иногда это бывает сложно выяснить, поскольку различные версии Linux по-разному настраивают поведение загрузчика и его отображение.

В следующих разделах вы узнаете о том, как оказаться в строке приглашения загрузчика, чтобы ввести имя ядра и параметры. Когда вы освоитесь с этим, вы изучите настройку и установку загрузчика системы.

5.5. Первое знакомство с загрузчиком GRUB

Аббревиатура GRUB означает Grand Unified Boot Loader (Большой унифицированный загрузчик системы). Мы рассмотрим версию GRUB 2; есть также более старая версия GRUB Legacy, использование которой постепенно сходит на нет.

Одной из наиболее важных возможностей загрузчика GRUB является навигация по файловой системе, которая позволяет намного проще выбирать ядро и настраивать параметры. Лучший способ увидеть это в действии и узнать в общих чертах о загрузчике GRUB — заглянуть в его меню. Интерфейс снабжен простой навигацией, однако есть большая вероятность того, что вы никогда его раньше не видели. Системы Linux изо всех сил стараются скрыть от вас свой загрузчик.

Чтобы получить доступ к меню загрузчика GRUB, нажмите клавишу Shift и удерживайте ее, когда появится начальный экран системы BIOS или прошивки. В противном случае процесс настройки загрузчика может не сделать паузы перед загрузкой ядра. На рис. 5.1 показано меню загрузчика GRUB. Нажмите клавишу Esc, чтобы временно отключить автоматическое истечение времени ожидания загрузки после появления меню.

Рис. 5.1. Меню загрузчика GRUB

Попробуйте следующим образом исследовать загрузчик системы.

1. Перезагрузите или включите компьютер с Linux.

2. Удерживайте нажатой клавишу Shift при появлении начального экрана системы BIOS или самопроверки прошивки и/или экрана загрузки, чтобы попасть в меню загрузчика GRUB.

3. Нажмите клавишу E, чтобы увидеть команды конфигурирования загрузчика для принятого по умолчанию варианта загрузки. Должно появиться что-то вроде показанного на рис. 5.2.

Этот экран говорит нам о том, что для данной конфигурации корневой каталог установлен с помощью идентификатора UUID, образ ядра называется /boot/vmlinuz-3.2.0-31-generic-pae, а параметры ядра содержат ro, quiet и splash. Начальной файловой системой оперативной памяти является /boot/initrd.img-3.2.0-31-generic-pae. Если вы раньше никогда не встречали подобного рода конфигурацию, она может показаться немного запутанной. Почему несколько раз встречается параметр root, причем в разных вариантах? Почему здесь указан параметр insmod? Разве эта функция ядра не запускается обычно менеджером udevd?

Двойные записи оправданны, поскольку загрузчик GRUB в действительности не использует ядро Linux —

он его запускает. Конфигурация, которую вы видите, полностью состоит из внутренних команд загрузчика GRUB. Этот загрузчик представляет собой совершенно особый мир.

Рис. 5.2. Редактор конфигурации загрузчика GRUB

Путаница возникает вследствие того, что загрузчик GRUB заимствует терминологию из нескольких источников. У него есть собственное «ядро» и собственная команда insmod, чтобы динамически загружать модули GRUB, совершенно независимо от ядра Linux. Многие команды загрузчика GRUB похожи на команды оболочки Unix; есть даже команда ls для отображения списка файлов.

Больше всего путаницы возникает из-за применения слова root. Чтобы прояснить ситуацию, следуйте одному простому правилу при отыскании корневой файловой системы: только корневой параметр ядра будет корневой файловой системой при загрузке.

В приведенной конфигурации загрузчика GRUB такой корневой параметр располагается где-то после имени образа в команде linux. Любая другая ссылка на root в этой конфигурации относится к корневому каталогу загрузчика GRUB, который существует только внутри загрузчика. «Корень» загрузчика GRUB — это файловая система, в которой загрузчик отыскивает файлы образов ядра и файловой системы оперативной памяти.

На рис. 5.2 корневой каталог загрузчика GRUB сначала настроен на специфичное для загрузчика устройство (hd0, msdos1). В следующей команде загрузчик отыскивает конкретный идентификатор UUID для раздела. Если такой идентификатор находится, то корневой каталог загрузчика настраивается на этот раздел.

В завершение первый аргумент команды linux (/boot/vmlinuz-...) задает расположение файла образа ядра Linux. Загрузчик GRUB загружает этот файл из своего корневого каталога. Команда initrd действует подобным образом, отвечая за файл для начальной файловой системы оперативной памяти.

Эту конфигурацию можно редактировать внутри загрузчика GRUB; обычно это самый простой способ временно исправить ошибку при загрузке. Чтобы полностью устранить такую ошибку, вам потребуется изменить конфигурацию (см. подраздел 5.5.2), но сейчас копнем поглубже и исследуем некоторые внутренние части загрузчика GRUB с помощью интерфейса командной строки.

5.5.1. Выявление устройств и разделов с помощью командной строки загрузчика GRUB

Как можно заметить на рис. 5.2, загрузчик GRUB обладает собственной схемой адресации устройств. Например, первый обнаруженный жесткий диск назван hd0, следующий — hd1 и т. д. Однако назначения устройств могут измениться. К счастью, загрузчик GRUB может выполнить поиск идентификаторов UUID во всех разделах, чтобы обнаружить именно тот, на котором расположено ядро, как вы только что убедились на примере команды search.

Перечисление устройств

Чтобы получить представление о том, как загрузчик GRUB ссылается на устройства в вашей системе, получите доступ к командной строке загрузчика, нажав клавишу C в меню загрузки или в редакторе конфигурации. Вы должны увидеть такое приглашение загрузчика GRUB:

grub>

Здесь можно ввести любую команду, которую вы видите в конфигурации, но для начала попробуйте диагностическую команду ls. Если не указывать аргументы, результатом работы станет перечень устройств, известных загрузчику GRUB: