Linux作業系統之奧祕

邱世華 著

電子工業出版社

  市面上大部分關於Linux的書都著重探討Server管理，X Window操作上，缺乏Linux根基；也有些書以對Kernel的解析為主，把Linux的應用切除在外。本書試圖在這兩個極端之間找到平衡點。

  本書的重點——Linux與硬體十分密切。

  本書分為三大篇：進入系統、管理系統、GUI介面。

• 進入系統
  1. BIOS
     1. 何謂BIOS

全名為基本輸入輸出系統

啟動電源——》Initial北橋——》講程式載入記憶體中——》讀取南橋中的CMOS data——》建立SMBIOS——》POST

四大作用：自動檢測並進行初始化。記錄系統設定值。中斷處理。載入作業系統。

CPU先找到BIOS——》BIOS開始執行——》BIOS訪問CMOS設定——》講BIOS中的引數與CMOS中的設定合併，一起載入記憶體

1. 1. 1. Power On
      2. POST
      3. BIOS資訊
      4. BIOS維護
      5. 硬碟的主引導扇區（MBR）

硬碟的第一個扇區是MBR。分為Bootloader、Partition table和Magic Number三個區域。

Bootloader的主要作用有兩個：載入扇區。指向kernel

每個分割槽的第一個扇區被稱為引導扇區（boot sector）。

1. 1. 1. BIOS與作業系統的互動
   2. 開機管理程式
      1. 何謂GRUB

【GRUB2已經取消stage】

stage1主要負責當BIOS交接給GRUB時，載入存在於各分割槽中的開機檔案，即所謂的開機管理程式。stage1檔案是MBR中的bootloader的備份檔案。

stage1.5的作用是連線stage1和stage2的通道，裡面存放的是某一系統檔案的格式。其實stage1.5是存在硬碟最前面的32K中（但是要跳過MBR）。

stage2是核心程式，提供的功能有：提供選項；訪問設定檔案；連線下一個boot sector。

1. 1. 1. GRUB的設定方式

主要內容：title root kernel initrd

1. 1. 1. 多重開機的管理
      2. 安裝GRUB
      3. 除錯方式
      4. 拯救無法開機的情況

總結

1. 1. Kernel與initrd
      1. 何謂kernel
      2. 編譯kernel
      3. 何謂initrd

Kernel載入記憶體——》在記憶體中建立rootfs空間——》講initrd檔案載入到rootfs中，順序執行其中的指令碼——》進入實際的檔案系統工使用者使用

1. 1. 1. 開機常用的kernel引數

總結

1. 1. initrd中init

nash指令——》掛載主要的檔案系統——》建立裝置檔案所需要的檔案系統——》建立最初所需要使用的裝置檔案——》載入相關模組——》切入實體作業系統

1. 1. 1. 認識nash
      2. 掛載主要的檔案系統

Init檔案中要執行的第一件事建立/proc以及/sys

1. 1. 1. 建立裝置檔案所需的檔案系統

建立虛擬空間——》在虛擬空間中建立console的顯示介面目錄——》建立磁碟對應檔案所需使用的目錄

1. 1. 1. 轉移前的準備

總結

1. 1. Init

系統進入後進行的第一個程式

1. 1. 1. init的基本結構

以initdefault值判斷進入哪個runlevel——》執行/etc/rc.d/rc.sysinit——》執行rc.Xd下的程式——》通過登入程式進入shell

1. 1. 1. /etc/rc.d/rc.sysinit
      2. /etc/rc.d/rcX.d
      3. 通過登入程式進入shell

總結

• 管理系統
  1. 系統檢查
     1. 硬體部分
     2. ext3與Journaling
     3. 韌體部分

總結

1. 1. 系統性能
      1. 效能除錯
      2. 硬體測試

總結

• GUI介面
  1. X Window System

X Window有三個部分組成：X Server（主控臺）、X Client（應用程式）、Window Manager（視窗管理軟體）

1. 1. 1. X重要元件

Keyboard/Mouse/Screen…——》X Server——》X Client（browser）/X Client（xterm）…

Window Manager提供方便的環境（如視窗的拖拉、大小的更改等）

Widget 視窗控制元件，圖形的函式庫

Display Manager提供使用者登入的畫面；幫X Server建立session

Desktop Manager將前述軟體等打包在一起的組合套件

1. 1. 1. 進入X Window流程的差異

大致兩種初始化方式：startx；init 5

使用startx沒有登入介面，會沿用之前環境下的引數變數像語系等

1. 1. 1. 操作X Window的Client-Server

總結

1. 1. Virtual Machine
      1. XEN的介紹

XEN是一套在硬體和使用者之間的一個模擬介面。在硬體與系統之間加入了一層Hypervisor。

好處有：加強了硬體的可用性；動態分配資源；降低支出；安全性；可移動性或可移植性

1. 1. 1. 安裝PV

PV（Para-Vritualization）區域性模擬，需要作業系統在開發時講XEN的技術包括進去。

1. 1. 1. 安裝FV

FV（Full Virtualization）完全模擬，效能會有折扣，不支援新技術。對CPU有特殊需求，如Intel VT與AMD-V。

1. 1. 1. XEN相關設定

總結

附錄A GRUB Stage1.5與Stage2錯誤資訊對照表