Операционная система linux порядок загрузки системы

Загрузка Linux

В этой статье описаны основные этапы загрузки операционной системы Linux. Эта тема которую неплохо бы было знать любому ИТ-специалисту.

Основные этапы загрузки хоста с ОС Linux:

1. BIOS/UEFI -> MBR/GPT
2. MBR/GPT -> Boot loader (GRUB2)
3. Boot loader (GRUB2) -> Инициализация ядра (Kernel)
4. Инициализация ядра (Kernel) -> Init (Systemd)

В этой статье описываются GRUB2 и Systemd, поскольку они являются основными для большинства основных дистрибутивов, но на практике еще можно найти другие.

BIOS

Первый шаг процесса загрузки не имеет ничего общего с Linux. Это аппаратная часть процесса загрузки, которая является одинаковой для любой операционной системы. При включении питания запускается BIOS (basic input/output system базовая система ввода-вывода), которая запускает POST (Power-On Self-Test — «самотестирование при включении»), который является частью BIOS. В случае сбоя BIOS POST, компьютер нельзя будет использовать, поэтому процесс загрузки не продолжится.

BIOS POST проверяет базовую работоспособность оборудования, а затем BIOS определяет местонахождение главных загрузочных записей (MBR) на всех подключенных загрузочных устройствах. Первый обнаруженный загрузочный сектор, содержащий действительную загрузочную запись, загружается в ОЗУ, а затем управление передается коду (GRUB2), который был загружен из загрузочного сектора.

GRUB2

В большинстве современных дистрибутивов используются загрузчик GRUB2 (можно также встретить GRUB и LILO). GRUB2 (GRand Unified Bootloader, version 2) — это программа, которая делает компьютер достаточно умным, чтобы найти ядро ​​операционной системы (Kernel) и загрузить его в память.

GRUB2 позволяет загружать многие версии Linux и другие бесплатные операционные системы; он также может загружать по цепочке загрузочную запись проприетарных операционных систем. А также, может позволить пользователю выбрать загрузку из нескольких различных ядер для любого данного дистрибутива Linux. Это дает возможность загрузить предыдущую версию ядра, если обновленная версия даст сбой или будет несовместима с важной частью программного обеспечения. GRUB2 можно настроить с помощью файла /boot/grub/grub.conf.

Функция GRUB2 состоит в том, чтобы найти и загрузить ядро ​​Linux в оперативную память и передать управление компьютером ядру. Ядро и связанные с ним файлы находятся в каталоге /boot. Файлы ядра можно идентифицировать, так как все они имеют имена, начинающиеся с vmlinuz. Вы можете посмотреть содержимое каталога /boot, чтобы увидеть установленные в настоящее время ядра в вашей системе. По умолчанию GRUB2 предоставляет предзагрузочное меню установленных ядер, включая опцию rescue и, если настроено, опцию recovery.

GRUB2 загружает выбранное ядро ​​в память и передает управление компьютером ядру.

Kernel (ядро)

Все ядра находятся в каталоге /boot, в самораспаковывающемся сжатом формате для экономии места на диске. После того, как выбранное ядро ​​загружено в память и начинает выполняться, оно сначала извлекает себя из сжатой версии файла, прежде чем сможет выполнять какую-либо полезную работу.

Так как файловые системы еще не смонтированы, ядро при запуске использует временную файловую систему из файла initrd.img, для того чтобы загрузиться полностью. После извлечения оно загружает инициализацию операционной системы — Systemd (PID 1) и передает ей управление.

Systemd

Systemd является основным родителем для всех процессов, имеет первый номер процесса (PID 1) и отвечает за доведение хоста Linux до состояния, в котором можно выполнять работу.

Systemd монтирует файловые системы, как определено в файле /etc/fstab, включая любые файлы подкачки или разделы. На этом этапе он уже может получить доступ к файлам конфигурации, расположенным в /etc, включая свои конфигурационные файлы. Он использует свой файл конфигурации, чтобы определить, в каком состоянии должен загрузить хост.

Загрузка linux с UEFI

Новые компьютеры используют UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) вместо BIOS. UEFI содержит множество преимуществ перед BIOS, одна из которых — поддержка GPT, который позволяет использовать большие диски и помещать загрузчик на специальный раздел, а также позволяет создавать много разделов.

Раньше диски разбивались на разделы с помощью MBR, но было ограничение — диск не мог быть больше 2 TB, а разделов не могло быть больше четырёх. При этом таблица разделов и первичный загрузчик помещались на первый сектор диска в MBR. Диск разбитый с помощью GPT в первом секторе продолжает хранить MBR запись, для того, чтобы старые системы с BIOS могли использовать диски с таблицей разделов GPT.

UEFI не использует загрузчик MBR, вместо этого используется загрузчик со специального раздела на диске, который отформатирован в FAT32 и называется ESP или EFI. Обычно это файл /efi/boot/bootx64.efi. Дальше процесс такой же как и загрузкой с помощью BIOS.

Источник

Как изменить порядок загрузки операционных систем (Linux, Windows) в GRUB

Всем привет! Сегодня я расскажу о простом способе изменения порядка загрузки операционных систем (Linux, Windows) в загрузчике GRUB, который не требует правки различных конфигурационных файлов, все будет выполняться в удобном графическом интерфейсе.

Данная процедура будет Вам полезна, если у Вас на компьютере установлено несколько операционных систем Linux и Windows, например, Linux Ubuntu и Windows 10. О том, как установить себе на компьютер Linux Ubuntu второй системой рядом с Windows 10 с учётом особенностей UEFI, я подробно рассказывал в отдельной статье – Установка Linux Ubuntu рядом с Windows 10 на компьютере с UEFI.

Но в такой конфигурации по умолчанию будет загружаться Linux Ubuntu, однако многим хочется изменить данный порядок, например, чтобы по умолчанию загружалась Windows 10 или любая другая система, иными словами, отсортировать порядок так, как им хочется. Как я уже об этом говорил ранее, это можно сделать, и сейчас я подробно расскажу о том, как это делается, т.е. как изменить порядок загрузки операционных систем в загрузчике GRUB.

Введение

Итак, на текущий момент у Вас при включении компьютера появляется меню загрузчика GRUB, в котором первым пунктом идет операционная система Linux Ubuntu (или другой дистрибутив Linux, в моем случае именно Ubuntu). Выглядит это меню следующим образом.

• Ubuntu – это как раз операционная система Linux Ubuntu;
• Windows Boot Manager (на /dev/sda2) – это Windows 10.

Если ничего не выбрать, то через несколько секунд, по умолчанию, будет загружаться Ubuntu.

У нас стоит задача изменить порядок загрузки операционных систем таким образом, чтобы первым пунктом стояла Windows 10 и, соответственно, загружалась также первой. Дополнительно, для удобства и ясности, мы хотим присвоить пункту Windows Boot Manager более удачное имя, например – Windows 10.

Все этом можно реализовать с помощью одной программы – Grub Customizer, которую можно использовать в Linux Ubuntu.

Таким образом, сейчас я покажу, как установить Grub Customizer в Linux Ubuntu, и изменить порядок загрузки операционных систем в загрузчике Grub, используя эту программу.

На заметку! Начинающим пользователям Linux рекомендую почитать мою книгу « Linux для обычных пользователей » – в ней я максимально подробно рассказываю про Linux и о том, как пользоваться этой операционной системой без командной строки

Обзор программы Grub Customizer

Grub Customizer – это программа с графическим интерфейсом для редактирования настроек загрузчика GRUB.

Основные возможности Grub Customizer:

• Добавление и удаление операционных систем в меню GRUB, которое появляется во время загрузки компьютера;
• Изменение порядка загрузки ОС;
• Изменение времени ожидания перед загрузкой;
• Изменение оформления загрузчика GRUB (шрифт, цвет шрифта, фон и так далее).

Установка Grub Customizer в Ubuntu

Установить Grub Customizer в Ubuntu не составит труда, в Ubuntu 19.04 это можно сделать с помощью менеджера приложений (в предыдущих версиях Ubuntu возможно потребуется устанавливать PPA репозиторий).

Шаг 1 – Запускаем менеджер приложений

Сначала запускаем менеджер приложений, и для того чтобы найти нужный пакет в поиск, вводим grub сustomizer.

Шаг 2 – Запускаем установку Grub Customizer

Затем щелкаем по найденному пункту. После того как откроется окно с описанием программы, нажимаем «Установить».

Далее потребуется ввести пароль, так как процесс установки программ в Ubuntu требует дополнительных привилегий.

Шаг 3 – Запускаем программу Grub Customizer

Когда появится кнопка «Запустить», установка будет завершена. Мы можем нажать на данную кнопку, чтобы сразу запустить Grub Customizer. Также программу можно запустить и из меню приложений.

Для запуска программы снова потребуется ввести пароль, так как изменение порядка загрузки операционных систем в GRUB также требует дополнительных прав.

После запуска программы у Вас отобразится интерфейс Grub Customizer.

Изменение порядка загрузки операционных систем

Для того чтобы изменить порядок загрузки ОС, выберите нужный пункт, и нажмите кнопку перемещения вверх или вниз на панели инструментов, в зависимости от выбранного пункта.

Я для примера выберу Windows Boot Manager, и перемещу его в самый верх.

Переименование пунктов загрузочного меню

Теперь давайте переименуем пункт Windows Boot Manager в Windows 10. Для этого достаточно щёлкнуть двойным кликом по пункту и ввести новое имя.

Сохранение настроек, загрузка и проверка порядка ОС

После ввода всех настроек необходимо нажать кнопку «Сохранить», для того чтобы все введенные параметры сохранились.

В случае необходимости Вы можете перейти на дополнительные вкладки: «Основные настройки» и «Настройки оформления». Например, для того чтобы изменить шрифт меню загрузчика или цвет шрифта.

После ввода и сохранения всех настроек выключаем компьютер, и включаем его заново и смотрим, изменилось ли меню загрузчика.

В моем случае все настройки были применены и теперь по умолчанию у меня загружается Windows 10.

Видео-инструкция

У меня все, надеюсь, материал был Вам полезен, пока!

Источник