INICIALIZACION Y APAGADO Leijen Rincón Donado 190343

PROCESO DE ARRANQUE EN LINUX El proceso de arranque en GNU/Linux es la forma en la cual los sistemas operativos basados en el núcleo Linux se inicializan. Todo el proceso de arranque se lleva a cabo en 4 etapas reconocidas por el código que en ese momento tiene control sobre la CPU; al inicio solo el BIOS (Basic Input/Output System) tiene control, después será el cargador de arranque quien tenga el control, más adelante el control pasa al propio kernel Linux, y en la última etapa será cuando tengamos en memoria los programas de usuario conviviendo junto con el propio sistema operativo y serán ellos quienes tengan el control del CPU.

BIOS Al encender la computadora las primeras operaciones las realiza el BIOS. En esta etapa se realizan operaciones básicas de hardware. El proceso de arranque será diferente dependiendo de la arquitectura del procesador y el BIOS. Una vez reconocido y listo el hardware, el BIOS carga en memoria el código ejecutable del cargador de arranque y le pasa el control. Hay variedad de BIOS que permiten al usuario definir en qué dispositivo/partición se encuentra dicho cargador de arranque.

CARGADOR DE ARRANQUE Con cualquier sistema operativo, para arrancar el hardware de una PC estándar necesita lo que se llama un cargador de inicialización o de arranque; este es el primer programa de software que se ejecuta cuando arranca una computadora; es el responsable de entregar el control del sistema al sistema operativo. Un cargador de arranque (boot leader en inglés) es un programa diseñado exclusivamente para cargar un sistema operativo en memoria. La etapa del cargador de arranque es diferente de una plataforma a otra. Como en la mayoría de arquitecturas, este programa se encuentra en el MBR (Master Boot Record), el cual es de 512 bytes, no es suficiente para cargar en su totalidad un sistema operativo. Por eso, el cargador de arranque consta de varias etapas. Los cargadores de arranque modernos típicamente preguntan al usuario cual sistema operativo (o tipo de sesión) desea inicializar. Para las plataformas x86, el BIOS carga la primera etapa del cargador de arranque (típicamente una parte de GRUB).

GRUB (Grand Unified Bootloader) GRUB se carga y se ejecuta en 4 etapas: La primera etapa del cargador la lee el BIOS desde el MBR. (sector de arranque maestro) La segunda etapa carga el resto del cargador. Si la segunda etapa está en un dispositivo grande, se carga una etapa intermedia (llamada etapa 1.5), la cual contiene código extra que permite leer cilindros mayores que 1024 bytes. La tercera etapa ejecuta el cargador y muestra el menú de inicio de GRUB. Aquí se permite elegir un sistema operativo junto con parámetros del sistema. 4. Cuando se elige un sistema operativo, se carga en memoria y se pasa el control.

Kernel El kernel Linux se encarga de lo principal del sistema operativo, como el manejo de memoria, planificador de tareas, entradas y salidas, comunicación interprocesos, y demás sistemas de control. El proceso del kernel se lleva en dos etapas; la etapa de carga y la etapa de ejecución. El kernel generalmente se almacena en un archivo comprimido con zlib. Este archivo comprimido se carga y se descomprime en memoria, también se cargan los drivers necesarios por medio de un disco RAM (initrd). El disco RAM es un sistema de archivos temporal usado en la fase de ejecución del kernel. Una vez que el kernel se ha cargado en memoria y está listo, se lleva a cabo su ejecución. Esto se realiza llamando la función startup del kernel (en los procesadores x86, se encuentra en la función startup_32() del archivo /arch/i386/boot/head), esta función establece el manejo de memoria (tablas de paginación y paginación de memoria), detecta el tipo del CPU y funcionalidad adicional.

Después cambia a funcionalidades que no dependen del hardware por medio de la llamada a la función start_kernel(). El proceso de arranque en GNU/Linux monta el disco RAM que fue cargado anteriormente como un sistema de archivos temporal. Esto permite que los módulos que contienen drivers puedan ser cargados sin depender de otros drivers de dispositivos físicos, y además mantiene el kernel más pequeño. Proceso init El proceso init establece el entorno de usuario. Verifica y monta los sistemas de archivos, inicia servicios de usuario necesarios y cambia a un entorno basado en usuario cuando el proceso de inicio termina.

En un sistema GNU/Linux estándar, init se ejecuta con un parámetro, conocido como runlevel, que toma un valor de 0 a 6, y que determina cuales subsistemas serán operacionales. Cada runlevel tiene sus propios scripts los cuales involucran un conjunto de programas. Estos scripts se guardan en directorios con nombres como "/etc/rc...". El archivo de configuración de init es /etc/inittab. Cuando el sistema se arranca, se verifica si existe un runlevel predeterminado en el archivo /etc/inittab, si no, se debe introducir por medio de la consola del sistema. Una vez listo el manejador de excepciones, el planificador de tareas y demás, por fin el sistema se considera totalmente operacional a nivel de procesos

INICIALIZACION

El hardware lee el sector de inicializacion. Se carga GRUB. 1 PASOS El hardware lee el sector de inicializacion. Se carga GRUB. Se carga el nucleo. Se monta el sistema de archivos raiz. Arrancar init, el “abuelo” de todos los procesos Leer/etc/inittab Disco duro 2 Servidor Imagen= Etiqueta= linux solo lectura 3 vmlinuz El usuario decide cual nucleo va a cargar 4 Servidor El abuelo de todos los procesos /boot /usr /tmp /etc /sbin 5 /etc/inittab 6

Niveles de ejecucion 1 7 7. Ejecutar todos los scripts a los que se señala desde el nivel de ejecucion 1. 8. El final del nivel de ejecucion 1 le dice al sistema que vaya al nivel de ejecucion 3. Ejecutar todos los scripts a los que se señala desde el nivel de ejecucion 3. El sistema esta listo. Hace una lista de todos los scripts a ejecutar en este nivel de ejecucion. 8 Niveles de ejecucion 3. 9 10

APAGADO

se invoca el comando de paro o reinicio. Nivel de ejecucion 6. 2 PASOS se invoca el comando de paro o reinicio. Se le dice a init que cambie al nivel 6 de ejecucion. Los scripts que estan en el nivel 6 llaman a los scripts init con el parametro “stop” (alto). Se escriben memorias intermedias pendientes para el disco (sync’d). Se desmontan los sistemas de archivos. El sistema hace alto. 1 3 sync 4 Servidor 5 Servidor 6