Анатомия процесса загрузки Linux — от инициализации ядра до systemd

Вот важная новость с фронта ИИ: Firemoon только что Анатомия процесса загрузки Linux — от инициализации ядра до systemd 11 мин 7 Блог компании Selectel Linux * Open source * Системное администрирование * Операционные системы Обзор Загрузка операционной системы — процесс многоступенчатый и разнообразный. Несколько лет назад я писал о процессе загрузки сервера x86 в режимах Legacy и UEFI, но акцент тогда был именно на «железной» части. Пришло время сместить внимание на программную составляющую.

Посмотрим, какие стадии преодолевает ядро Linux, что происходит, и какие «фишки» можно выполнить на старте системы. Содержание→ До операционной системы→ Распаковка ядра→ Инициализация пространства ядра→ Инициализация пространства пользователя→ Трюки при загрузке→ ЗаключениеДо операционной системыДля начала определимся с «базой». Операционная система (ОС) — это целый комплекс программ, который управляет всеми ресурсами компьютера.

Технические детали

Да, все они кажутся необычными и используют интерфейсы, с которыми рядовые пользователи никогда не встречаются. Однако до загрузки операционной системы должно пройти еще несколько важных процессов. Когда нажимается кнопка включения компьютера, в его отдельных частях запускаются механизмы инициализации аппаратной части: блок питания дожидается стабилизации напряжения, затем энергия подается на все устройства, которые также приводят себя в минимально рабочее состояние.

Первой выполняется прошивка материнской платы, именуемая BIOS (Basic Input-Output System) — базовая система ввода‑вывода. Ее цель — проверить работоспособность всех компонентов и передать управление следующей программе — или загрузчику операционной системы, или непосредственно ей самой. BIOS — в значительной степени исторический термин, относящийся к компьютерам на архитектуре x86.

Сейчас такой режим называется Legacy. Тогда был настоящий инженерный хаос: все как‑то работало, но документации было мало, а интерфейсы и взаимодействие компонентов не стандартизированы. Сейчас все разработчики компонентов придерживаются нового унифицированного стандарта — UEFI (Unified Extensible Firmware Interface), который строго регламентирует этапы запуска аппаратного обеспечения и интерфейсы программного взаимодействия.

Отраслевые последствия

Центральная часть операционной системы — ядро, или kernel в английской терминологии. Именно с него начинается загрузка ОС, причем есть несколько сценариев. В русскоязычной терминологии наблюдается небольшая путаница.

Основа ОС — это программное ядро (kernel), вычислительный блок внутри процессора — это тоже ядро, но аппаратное (core). Ядро может быть совместимым с UEFI — тогда прошивка компьютера запустит его самостоятельно. Это современный подход, он повсеместно встречается на современных компьютерах, ноутбуках, смартфонах и серверах.

До появления UEFI программа запуска размещалась в MBR (Master Boot Record) — первых 512 байтах накопителя, которых когда‑то хватало для полноценного управляющего кода.

Событие, по словам экспертов, усилит конкуренцию в сфере ИИ.