مراحل بوت در سیستم عامل های لینوکس

اطلاع در مورد مراحل بوت در سیستم عامل ها به ما کمک می کند که بتوانیم در شرایط بحرانی ، درک بهتری از مشکلات داشته باشیم و با اعتماد به نفس و احاطه بیشتری TroubleShooting را انجام دهیم. در این مقاله مروری بر مراحل Boot در سیستم عامل های لینوکس خواهیم داشت.

BIOS – اولین مرحله بوت در سیستم عامل های لینوکس

در نخستین مرحله بعد از روشن شدن کامپیوتر عملیات Basic Input/Output System صورت می پذیرد که در آن سخت افزار آماده سازی می شود. سخت افزار در اینجا شامل صفحه نمایش ، کیبورد و تست RAM می شود. به این فرآیند POST یا Power on Self Test نیز گفته می شود. برنامه بایوس در یک ROM chip بر روی مادربورد ذخیره شده است. بعد از این مرحله ، باقی فرآیند بوت توسط سیستم عامل صورت می پذیرد.

Master Boot Record یا MBR و بوت لودر

پس از اتمام POST نوبت به Boot Loader می رسد. بوت لودر معمولا بر روی یکی از هارد دیسک ها قرار دارد. این محل بر روی هارد دیسک می تواند از نوع بوت سکتور برای سیستم های BIOS یا MBR یا از نوع EFI Partition برای سیستم های UEFI است. تا اینجا ماشین به Mass Storage Media  دسترسی ندارد. اما درست پس از بوت لودر است که داده هایی مانند ساعت و تاریخ و تجهیزات جانبی ضروری از CMOS فراخوانی می شوند تا در Mass Storage Media نوشته شوند.

بوت لودرهای مختلفی برای لینوکس وجود دارند. از جمله آن ها می توان از GRUB ، ISOLINUX و DAS U-Boot نام برد. بوت لودر ایمیج کرنل را راه اندازی می کند و همچنین وظیفه دستیابی به درایورهای ضروری و انتقال آن ها به RAM را در این مرحله به عهده می گیرد.

حال که می دانید بوت لودر چه وظایفی را بر عهده دارد ، درک مفهوم MBR ساده است. در واقع بوت لودر در اولین سکتور هارد دیسک ذخیره می شود که به آن MBR می گویند. بوت لودر با نگاه کردن به جدول پارتیشن ، پارتیشن قابل بوت را می یابد. اکنون بوت لودر به سراغ مرحله دوم می رود. برای مثال GRUB را می یابد و آن را در RAM بارگزاری می کند.

به طور معمول بوت لودر در دایرکتوری /boot به دنبال مرحله دوم می گردد و آن را پیدا می کند. در اینجاست که در صفحه نمایش ممکن است از کاربر خواسته شود که اعلام کند قصد بوت کدام سیستم عامل را دارد. بعد از انتخاب کاربر بوت لودر کرنل را در RAM بارگزاری می کند وآن را کنترل می نماید. از آن جایی که کرنل ها به طور معمول فشرده سازی شده اند یکی از از کارها این است که ابتدا از حالت فشرده خارج شوند.

مرحله Initial RAM Disk

ایمیج initramfs filesystem  حاوی برنامه ها و فایل های باینری است که همه اقدامات مورد نیاز برای مونت فایل سیستم های root را صورت می دهند. از جمله اقدامات دیگری نیز که در این بخش صورت می پذیرد ، یافتن Mount Point است. اگر این مرحله با موفقیت صورت پذیرد ، initramfs از حافظه RAM پاک می شود و برنامه init در /sbin/init اجرا می شود.

تصویر زیر برخی از دیگر وظایف initramfs را نشان می دهد :

Text-Mode Login

در نزدیکی پایان فرآیند بوت ، init برخی از دستورات لاگین در حالت text-mode را فراهم می آورد. این اقدامات باعث می شود که بتوانیم ، نام کاربری و پسوردمان را جهت ورود وارد نماییم. همچنین Command Shell را برای ما آماده سازی می کند.

در پایان Kernel که پیش از این به همراه RAM Based File System توسط بوت لودر در RAM بارگزاری شده است به طور کامل اجرا خواهد شد.