第六十三讲——boot loader

这一讲来说一说操作系统中的引导程序boot loader，boot loader存在于MBR的前446个字节，从启动顺序来看，boot loader能够访问的一定是一个基本的磁盘设备，kernel一定能够访问。因此boot loader能够访问的分区，kernel也能够访问，所以kernel和initrd（或者initramfs）这两个文件一定是位于同一个分区上的，由boot loader同时一块儿加载进内存的，kernel借助initrd（initramfs）中的驱动、模块，最终实现根的访问。<o:p></o:p>
然后加载/sbin/init，所有用户空间下的程序都是由init来完成初始化，在windows当中，系统启动起来之后会有许多的服务随之启动，且有所谓的安全模式，当设备驱动不兼容的时候，可以进入安全模式卸载相应的驱动程序。<o:p></o:p>
VGA模式，当显卡分辨率太高而无法进入操作系统时，以最基本的驱动程序进入操作系统。<o:p></o:p>
在linux操作系统下，不同服务的启动划分为运行级别，在不同的运行级别下启动相应的服务。<o:p></o:p>
所谓的运行级别也就是在不同的级别下所启动的服务不一样，运行级别的核心就是启动的服务不同。<o:p></o:p>
在linux操作系统中运行级别分为0-6，一共7个运行级别。<o:p></o:p>
init 0：halt 关机<o:p></o:p>
init 1：单用户模式，类似于Windows操作系统下的安全模式，直接以管理员的身份进入系统，可能不需要密码。<o:p></o:p>
init 2：多用户模式，multi user mode 有网络功能，但是不启用nfs（网络文件系统）。<o:p></o:p>
init 3：正常多用户模式，multi user mode 但是这种是纯文本的多用户模式（命令行）。<o:p></o:p>
init 4：保留的运行级别<o:p></o:p>
init 5：正常的多用户模式，图形界面，graphic mode<o:p></o:p>
init 6：reboot 重启<o:p></o:p>
默认运行级别可以再/etc/inittab文件中进行修改。<o:p></o:p>
讲了大半天的运行级别，我们还是回过头来讲一讲boot loader，详细的讲一讲启动的流程。<o:p></o:p>
首先我们需要知道的是，boot loader也是一个程序，对于不同的操作系统其boot loader是不一样的，boot loader是由操作系统提供并安装在MBR中的前446个字节。<o:p></o:p>
boot loader是位于MBR中的，且MBR不属于任何一个操作系统，是全硬盘级别。在Windows8以后，boot loader不能引导其他的操作系统，而且会将MBR锁死，美名其曰安全。<o:p></o:p>
linux常用的boot loader有两种：<o:p></o:p>
LILO：linux loader，早期linux用于引导linux启动的一个boot loader，但是它不能够引导1024柱面分区以后的内核，因此它不支持大硬盘，在嵌入式领域应用很多。<o:p></o:p>
GRUB：Grand Unified Bootloader（统一的引导程序），GRUB是两阶段的引导程序。<o:p></o:p>
stage 1：GRUB的第一阶段是在MBR中，作用是用于引导第二阶段。<o:p></o:p>
stage 2：第二阶段，位于内核所在分区的/boot/grub/stage2，也就是说MBR中的第一阶段需要刚问这个目录。<o:p></o:p>
/boot是一个基本的磁盘分区，但是这个分区需要格式化并安装文件系统，这个文件系统的类型可能不一样。因此，在stage2之前还有一个步骤，称为stage1.5，用于识别常见的不同类型的文件系统，在/boot/grub下有很多的*1.5的文件，这些都是不同类型的文件系统，在加载对应的文件系统之后启动stage2，stage是一个很强大的程序，它完全突破了446byte的限制，第二阶段还能加载图片进行显示，但是需要借助一个配置文件grub.conf<o:p></o:p>
在grub.conf配置文件中，可以定义开机界面操作系统选择时加载的背景图片，提供操作系统的选择，能引导哪些内核。<o:p></o:p>
GRUB的使用：<o:p></o:p>
/etc/grub.conf为/boot/grub.conf文件的连接文件<o:p></o:p>
在grub.conf配置文件中，顶格写都是全局的属性定义，下面的每一个title用于定义一个操作系统或者一个内核，linux操作系统可以提供不同版本的内核，我们启动不同内核的话，每一个内核都需要在title中声明，所以，title是用于定义当前硬盘上不同操作系统或者当前系统不同版本的内核。<o:p></o:p>
grub.conf配置文件的内容需要手动写入，在配置文件出现错误的时候需要能够在grub中正确的指定。<o:p></o:p>
default=0 默认启动的title（从上往下编号，从0开始），用于设定默认启动的内核或者系统的。<o:p></o:p>
timeout=5 等待用户的超时时长，单位为秒。<o:p></o:p>
splashimage=(hd0,0)/grub/splash.xpm.gz指定grub的背景图片。<o:p></o:p>
hiddenmenu 隐藏菜单<o:p></o:p>
title centOS。。。。。（可以随意更改，需要引导的操作系统或内核的标题）<o:p></o:p>
root (hd0,0)# 指定内核所在的设备<o:p></o:p>
kernel /vmlinuz-2.6.32-431.el6.x86_64 roroot=/dev/mapper/volgroup-lv_root rd_NO_L....装在逻辑卷上的操作系统。<o:p></o:p>
    从ro开始为向内核传递参数，我们之前说过，在/proc目录下的每一个进程目录中都有一个cmdline为启动这个进程所执行的命令。在/proc目录下有一个cmdline文件（与内核有关），这个文件中的内容就是由grub传递给内核的。<o:p></o:p>
initrd /initromfs-2.6.32...........img为虚根的文件系统，ramdisk文件的路径。<o:p></o:p>
grub识别硬盘时，不论是什么接口的硬盘一律识别为hd，hd# 表示第N块磁盘，从0开始编号。hd#，#第二个井号表示硬盘的分区。格式为hd#，N，N为0.1.2.3（主分区）<o:p></o:p>
grub访问磁盘时，文件系统尚未存在，多以grub是直接访问硬盘的分区，所以这个分区被当做根。<o:p></o:p>
.img是一个镜像文件，在展开后可以作为磁盘使用，这些文件被称为镜像文件，或者本地回环设别，initrd文件一定要与内核的版本号时刻保持一致。<o:p></o:p>
xshell可以在windows下打开linux下的图形界面，结合xmanage，gimp类似于ps的工具。修改图片的宽为640.高为480，14位色，选择文件扩展名的类型的xpm格式，并保存，压缩后放入/boot/grub目录下，修改图片的地址和名称即可。<o:p></o:p>

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