در یک نگاه روي راه اندازى یک سيستم عامل لينوكسى را به صورت زير مى توان نشان داد:

BIOS(POST) --> CMOS --> Sector 0 --> Boot loader --> OS selection --> Kernel Loading --> init process --> Fork System processes --> getty process --> login

حال به تشريح هر یک از مراحل فوق در یک سيستم مى پردازيم:

در اولين مرحله حداقل سخت افزار لازم جهت راه اندازى سيستم شامل ورودى و خروجى هاى استاندارد مانند صفحه كليد، مانيتور و كارت گرافيكى RAM , ... شناسايى و تست مى شوند. تمام تنظيمات پيش فرض مربوط به Setup سيستم كه در CMOS قرار دارد بازيابى مى شوند. سپس اطلاعات موجود در اولين سكتور سيستم كه سكتور صفر است بارگیرى مى شود. سكتور صفر دیسک سخت، مكانى است كه سيستم عامل به وسيله بارگذار راه انداز موجود در آن بارگیرى مى شود. حجم آن 512 بايت بوده و اجزاى تشكيل دهنده آن عبارتند از:

1. 446 بايت: محل قرارگرفتن بارگذار راه اندازسيستم كه مى تواندGRUB يا LILO باشد.

1. 64 بايت: جدول پارتيشن هاى پايه دیسک سخت ما كه از 4 بخش 16 بايتى تشكيل شده است.

2. 2 بايت: magic number مربوط به سكتور صفر كه یک شماره منحصر به فرد است و برابر 0xAA55 است.

برنامه بارگذار راه انداز موجود در MBR توسط BIOS دستور انتقال اطلاعات از دیسک سخت به حافظه RAM را مى دهد و در واقع شامل بارگذارى هسته سیستم عامل به داخل حافظ RAM است. در زمان بارگیرى هسته به داخل RAM مراحل زير انجام مى شود:

۱. stage1 : اين بخش از بارگذار در MBR قرار داشته و وظيف بارگذارى stage2 را بر عهده دارد.

۲. stage1.5 : در اين قسمت فايل سيستم هاى موجود در دیسک سخت شناسايى مى شوند.

۳ . stage2 : در آخرين مرحله عمليات بارگیرى، هسته گنو/لينوكس موجود صورت گرفته و به داخل RAM آ ورده مى شود.

پس از انتخاب سيستم عامل مورد نظر، بارگذار سيستم به سراغ فايل پيكربندى خود مى رود تا آدرس پارتيشنى كه هسته سيستم عامل انتخابى در آن قرارگرفته است را بيابد و بارگیرى آن را انجام دهد. عموما فايل هاى اساسى هسته كه مورد استفاده ساير سيستم عامل هاى گنو/ لينوكسى قرار مى گیرند، به صورت زير هستند:

• initrd (Iinital RAM Disk این فایل جهت بارگیرى اجزاى اوليه هسته به داخل حافظه به كار مى رود كه خود شامل فايل دیگرى به نام linuxrc است. زمانى كه initrd در RAM قرار مى گیرد فايل linuxrc درايورها و فايل سيستم ها و به طور كلى اجزاى لازم براى اينكه هسته و منابع را در اختيار كاربر قرار دهد معرفى مى كند.

• vmlinuz: در واقع هسته لينوكس اين فايل است كه به عنوان خروجى كامپايل هسته به دست مى آيد. پس از بارگیرى اين دو فايل د ر RAM سيستم، هسته اولين فرايند سيستم را مى سازد. اين فرايند init نام دارد و PID آن برابر با 1 مى باشد. از اين مرحله به بعد فرايند init ساير فرايندهاى مورد نياز سيستم را ایجادمى كند. فرايند init فرايند دیگرى به نام getty را مى سازد كه به كاربر یک ترمينال (login shell) مى دهد تا از طريق آن بتواند به سيستم وارد شود. متداولترين بارگذارهاى راه انداز سيستم عامل هاى گنو/ لينوكسى GRUB و LILO هستند. هر كدام از اين بارگذارها داراى فايل هاى پيكربندى مربوط به خود هستند كه در مسيرهاى خاصى قرار مى گیرند.

قواعد نامگذارى دیسکهاى سخت و پارتیشن ها

قواعدى كه GRUB از آنها براى نامگذارى دیسکها و پارتيشن هاى آنها استفاده مى كند، متفاوت از نامگذارى ساير قطعات سخت افزارى است. به طور مثال شماره گذارى پارتيشن ها در اينجا از صفر شروع مى شود. پس (hd0,0) اولين پارتيشن از اولين دیسک سخت سيستم است. همچنین دیسک سختى كه به عنوان Primaty Master به سيستم mount شده است نيز با نام dev/hda/ شناخته مى شود.

4 پارتيشن فيزيكى را مى توان با شماره هاى 0 تا 3 ایجادكرد و در صورت ساخت پارتيشن هاى منطقى شماره آنها از 4 شروع خواهد شد.

(hd0,0) : اولين پارتيشن فيزيكى از اولين دیسک سخت

(hd0,1) : دومين پارتيشن فيزيكى از اولين دیسک سخت

(hd0,2) : سومين پارتيشن فيزيكى از اولين دیسک سخت

(hd0,3) : چهارمين پارتيشن فيزيكى از اولين دیسک سخت (معمولا پارتيشن Extended مى شود)

(hd0,4) : اولين پارتيشن منطقى اولين دیسک

(hd0,5) : دومين پارتیشن منطقى اولين دیسک

GRUB تفاوتى بين دیسکهاى IDE, SCSI و RAID قائل نمى شود. تمام دیسکهاى سخت سيستم توسط BIOS يا دیگر كنترلرهاى موجود، براساس ترتيب بالا آمدن سيستم، در BIOS شماره گذارى مى شوند .GRUB قادر به نگاشت دقيق اسامى قطعات سخت افزارى سيستم به عنوان بخشى از ابزارهاى BIOS نيست. اين كار توسط فايلى به نام device.map صورت مى گیرد كه در صورت لزوم مى توان آن را ويرايش كرد. مسير كامل GRUB شامل نام قطعه اى از سيستم است كه در داخل پرانتز نوشته شده است و مسير دقيق فايل مربوطه را در سيستم فايل مشخص مى كند.

بررسى بارگذار راه انداز GRUB

حال در اينجا به بررسى فايل هاى اساسى بارگذار GRUB و اجزاى تشكيل دهنده آنها مى پردازيم:

1- حاوى اطلاعات مربوط به پارتيشن ها يا سيستم عامل هایى است كه سيستم مى تواند به وسيله آنها راه اندازى شود.

2- etc/grub.conf/ : اين فايل حاوى پارامترهايى است كه پوسته GRUB جهت نصب صحيح بارگذار به آنها نياز دارد.

3- boot/grub/device.map/ : فايل مذكور نام قطعاتى كه در GRUB و BIOS ذكر شده اند را به نام هاى معادلشان در لينوكس تبديل مى كند و در واقع مترجمى بين سيستم عامل و BIOS است كه توسط آن دیگر فايل هاى پيكربندى، پارتيشن هاى سيستم را تشخيص مى دهند.

مراحل ساختن ديسكت راه انداز مربوط به GRUB

جهت ساخت یک دیسک راه انداز كه توسط بارگذار GRUB سيستم را راه اندازى مى كند از فرامين زير مى توانيم استفاده كنيم. در سه فرمان اوليه، ابتدا فلاپی را پیاده كرده و آن را با سيستم فايل msdos قالب بندى مى كنيم. سپس آن را مجددا سواركرده و برروى آن شاخه /boot/grub را ساخته و فايل هاى stage كه در مسير /usr/lib/grub قرار دارند را به داخل اين شاخه كپی مى كنيم. در نهايت با اجراى فرمان grub وارد پوسته grub شده و با اجراى فرامين ذكر شده، GRUB را در MBR ديسكت نصب مى كنيم.

# umount /dev/fd0

# fdformat /dev/fd0

# mkfs -t msdos /dev/fd0

# mount /dev/fd0 /media/floppy

# cd /media/floppy

# mkdir -p boot/grub

# cp /usr/lib/grub/stage* boot/grub

# grub

grub >root (fd0)

grub> setup (fd0)

grub> quit