Завантажувач в ПЗП

Досистемне завантаження.

Програма login, реєструюча користувачів в системі, запускається тільки тоді, коли сама система вже приведена в повну готовність і працює в звичайному режимі. Відбувається це далеко не відразу після включення комп'ютера : Linux - досить складна система, об'єкти якої потрапляють в оперативну пам'ять не самі собою, а в процесі завантаження. Саме завантаження - процес ступінчастий : поведінка комп'ютера на різних етапах завантаження визначається різними людьми - від розробників апаратної складової до системного адміністратора. Вимоги гнучкості, що пред'являються до системи, можливості змінювати її налаштування залежно від апаратної складової, необхідність вирішувати різні завдання за допомогою одного і того ж комп'ютера теж роблять процес завантаження ступінчастим: спочатку визначається профіль майбутньої системи, а потім цей профіль реалізується.

Початковий етап взагалі не залежить від того, яка операційна система встановлена на комп'ютері, для деяких етапів в кожній операційній системі пропонуються свої рішення - здебільшого, взаємозамінні. Цю стадію (початкову) назвемо досистемной завантаженням. Починаючи з певного етапу, завантаження комп'ютера вже управляється самій Linux, використовуються утиліти, сценарії і тому подібне. Цю стадію (що завершує) назвемо системним завантаженням.

Відразу після включення оперативна пам'ять комп'ютера класичної архітектури порожня. Для того, щоб почати працювати, процесору потрібна хоч якась програма. Ця програма автоматично завантажується в пам'ять з постійного пристрою, що запам'ятовує, ПЗП (чи ROM, read - only memory), в який вона вписана раз і назавжди в незмінному вигляді. У спеціалізованих комп'ютерах (наприклад, в дешевих цифрових приставках) усе, що треба користувачеві, записується саме на ПЗП (часто змінне), і запуском програми звідти завантаження закінчується.

Зазвичай в комп'ютерах загального призначення програма з ПЗП користувачеві нічим корисна не буває: вона невелика, та і робить завжди одне і те ж. Злегка змінити поведінку програми з ПЗП можна, оперуючи даними, записаними в незалежну пам'ять (іноді її називають CMOS, іноді - NVRAM). Об'єм незалежної пам'яті дуже невеликий, а дані з неї зберігаються після виключення комп'ютера за рахунок автономного електроживлення (як правило, від батареї ніби годинний). Що повинна уміти ця початкова програма? Розпізнавати основні пристрої, на яких може бути записана інша, - потрібна користувачеві - програма, уміти завантажити цю програму в пам'ять і передавати їй виконання, а також підтримувати інтерфейс, що дозволяє міняти налаштування в NVRAM. Власне, це навіть не одна програма, а безліч підпрограм, що займаються взаємодією з різноманітними пристроями введення-виводу, - як з тими, на яких можуть зберігатися програми (жорсткі і гнучкі диски, магнітні стрічки і навіть мережеві карти), так і тими, за допомогою яких можна спілкуватися з користувачем (послідовні порти передачі даних - якщо є можливість підключити консольний термінал, системна клавіатура і відеокарта - для простих персональних робочих станцій). Цей набір підпрограм в ПЗП зазвичай називається BIOS (basic input - output system).

BIOS

Скорочення від "Basic Input - Ooutput System", набір підпрограм в ПЗП, призначених для простого низькорівневого доступу до зовнішніх пристроїв комп'ютера. У сучасних ОС використовується тільки в процесі початкової загрузки.

Цей етап завантаження системи можна назвати нульовим, оскільки ні від якої системи він не залежить. Його завдання - визначити (можливо, за допомогою користувача), з якого пристрою йтиме завантаження, завантажити звідти спеціальну програму-завантажувач і запустити її. Наприклад, з'ясувати, що пристрій для завантаження - жорсткий диск, рахувати найперший сектор цього диска і передати управління програмі, яка знаходиться в прочитаній області.

Завантажувальний сектор і первинний завантажувач

Найчастіше розмір первинного дискового завантажувача - програми, якій передається управління після нульового етапу, - дуже невеликий. Це пов'язано з вимогами універсальності подібного роду програм. Прочитувати дані з диска можна секторами, розмір яких розрізняється для різних типів дискових пристроїв (від половини кілобайта до восьми або навіть більше). Крім того, якщо рахувати один, перший, сектор диска можна завжди одним і тим же способом, то команди читання декількох секторів на різних пристроях можуть виглядати по-різному. Тому-то первинний завантажувач займає зазвичай не більш за один сектор на самому початку диска, в його завантажувальному секторі.

Якби первинний завантажувач був більше, він, напевно, і сам міг би розібратися, де знаходиться ядро операційної системи, і зміг би самостійно рахувати його, розмістити в пам'яті, настроїти і передати йому управління. Проте ядро операційної системи має досить складну структуру - а значить, і непростий спосіб завантаження; воно може бути задоволене великим, і, що найнеприємніше, може розташовуватися невідомо де на диску, підкоряючись законам файлової системи (наприклад, складатися з декількох частин, розкиданих по диску). Врахувати усе це первинний завантажувач не в силах. Його завдання скромніше: визначити, де на диску знаходиться "великий" вторинний завантажувач, завантажити і запустити його. Вторинний завантажувач простий, і його можна покласти в заздалегідь визначене місце диска, або, на худий кінець, покласти в заздалегідь визначене місце карту розміщення, що описує, де саме шукати його частини (розмір вторинного завантажувача обмежений, тому побудувати таку карту можливо).

карта розміщення

Представлення області з необхідними даними (наприклад, вторинним завантажувачем або ядром системи) у вигляді списку секторів диска, які вона займає.

У разі IBM-сумісного комп'ютера розмір завантажувального сектора складає всього 512 байти, з яких далеко не усі доводяться на програмну область. Завантажувальний сектор IBM PC, званий MBR (master boot record), містить також таблицю розбиття диска, структура якої описана в лекції 11. Зрозуміло, що програма такого розміру не може похвалитися різноманітністю функцій. Стандартний для багатьох систем завантажувальний сектор може тільки рахувати таблицю розбиття диска, визначити так званий завантажувальний розділ (active partition) і завантажити програму, розташовану на початку цього розділу. Для кожного типу диска може бути своя програмна частина MBR, що дозволяє прочитувати дані з буд䁌 Ѓго місця диска, погодившись з його типом і геометрією. Проте прочитувати можна все ж не більш за один сектор : невідомо, для чого використовуються встановленою на цьому розділі операційною системою другої і наступні сектори. Виходить, що стандартна програмна частина MBR - це деякий передзавантажувач, який прочитує і запускає справжній первинний завантажувач з першого сектора завантажувального розділу.

Існують версії передзавантажувача, що надають користувачеві можливість самостійно вибрати, з якого з розділів виконувати завантаження. Це дозволяє для кожної зі встановлених операційних систем зберігати власний первинний завантажувач на початку розділу і вільно вибирати серед них. У стандартній схемі завантаження Linux використовується інший підхід: простий первинний завантажувач записується прямо в MBR, а функція вибору передається вторинному завантажувачу.

первинний завантажувач

Перша стадія завантаження комп'ютера : програма, розмір і можливості якої залежать від апаратних вимог і функцій BIOS. Основне завдання - завантажити вторинний завантажувач.

Читайте також:

Завантажувач ядра

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
На скільки збільшиться маса - частинки (в а.о.м.), якщо її швидкість збільшиться від 0 до 0,9с? Вважати,що маса спокою - частинки 4 а.о.м.	\|	Завантажувач ядра

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.004 сек.