发信人: sungang(笨刚)
整理人: sungang(2003-09-16 12:03:52), 站内信件
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4.1.1 boot loader
无论是标准引导程序，还是FreeBSD Boot Manager，都将载入FreeBSD基本分区的第一个扇区，这里放置着FreeBSD的启动程序Boot Block，它执行系统启动的第一步和第二步，这两步将载入FreeBSD文件系统中的boot loader程序。如果管理员没有进行任何操作，boot loader程序将引导系统内核来启动系统。
1) 载入boot loader
系统启动的第一步和第二步实际是按照内部的步骤划分的，这两步实质上只完成一个任务，载入第三步所需的boot loader程序。但在这个载入过程中，系统提供了一个机会，允许管理员中断自动启动进程，进入交互模式，从而载入另一个boot loader，甚至直接载入系统内核。
FreeBSD 3.1-release之后增加了boot loader支持，较老版本的系统通常直接载入系统的内核，而新版本系统则先载入boot loader，利用boot loader的强大功能，能完成更强的设置。
通常没有必要改变这个系统启动步骤，如果不希望使用Boot Loader，就要在启动屏幕最先印出一个简单的斜线 “/” 时，在几秒时间内按下空格键，否则启动过程将略过这个步骤，直接进入下一步。如果按下空格，则系统将出现boot提示符。
/
>>FreeBSD/i386 BOOT
Default: 0:wd(0,a)/boot/loader
boot:
此时输入 “?” ，可以列出对应的硬盘分区中根目录下的所有文件。这时可以在boot提示符下输入另一个boot loader程序，启动该boot loader程序，也可以直接输入某个内核文件名，如kernel，从而略过boot loader而直接启动相应的内核。然而，通过boot loader能完成更多的任务，包括进行硬件资源设置。
此时也提供了一个机会，可以列出、选择不同的硬盘分区上的不同启动文件，正如之前的提示信息，0:wd(0,a)用于一个包含FreeBSD根文件系统的子分区，其中第一个0为硬盘控制器的序号，而wd(0,a)为硬盘分区wd0a，根据硬盘分区情况，这对应第一个UFS分区上的根文件系统。而后面可以跟随目录和文件名，以及可以使用？来列出目录下的文件。
如果在boot:提示之后直接使用内核的名字，则可以跳过boot loader直接启动内核。然而，更常用的用法是使用一些参数启动系统，就是在内核名字之后使用 “-s” 、 “-c” 等参数，可以进入单用户模式或进入UserConfig进行资源设置，如使用”0:wd(0,a)/kernel -s”进入单用户模式，通常情况下，如果内核和启动硬盘是同一个硬盘，可以省略前面的硬盘分区位置，直接使用kernel或loader的名字就可以了，如”kernel -s”。
在FreeBSD 3.0之前，只能使用这种方式来控制启动的不同方式，但是，3.0之前的系统将直接启动内核，因此，可以省略内核的名字，使用”-s”、”-c”就可以了。
如果希望每次都使用更改过的启动参数，那么，就可以将设置值放入根目录的boot.config文件，系统启动时候会自动读取该文件的内容，并自动执行。某些时候，boot.config中没有放置内核的名字，而直接放置了一个参数，如”-P”，或”-Dh”，这样一来，该参数事实上是传递给了缺省的boot loader，这种做法显然是来自于3.0之前的做法，希望将这个参数传递给kernel，但显然不会成功。但是幸运的是，loader能识别这些参数，并设置正确的结果，即：根据条件（键盘是否存在），或无条件的将系统的控制台设置为串口上的终端设备。
注意：大多数情况下，应该采用boot loader来完成选择启动内核、设置启动变量的任务，boot loader能完成的更好。一般情况下不需要进入这个阶段改变boot loader程序。
2) 进入boot loader
此后系统将进入Boot Loader程序中，由Boot Loader将内核/kernel和内核模块预载入内存，接着Boot Loader就等待10秒间隔，在这个时间内可以让用户按下了除回车之外的其他任意键，进入Boot Loader的交互模式。
/
BTX loader 1.00 BTX version is 1.01
Console: internal video/keyboard
BIOS drive A: is disk0
BIOS drive C: is disk1
BIOS drive D: is disk2
FreeBSD/i386 bootstrap loader, Revision 0.5 638/64512kB
([email protected], Web Mar 3 02:54:38 CST 1999)
/kernel text=0x1697f2 data=0x168d0+0x1f17c syms=[0x4+0x1eb70+0x4+0x2014a]
/modules/splash_bmp.ko text=0x1025 data=0xc+0x634 syms=[0x4+0x400+0x4+0x213]
Hit [Enter] to boot immediately, or any other key for command prompt.
Booting [kernel] in 8 seconds...
Type ‘?’ for a list of commands, ‘help’ for more detiled help.
disk1s3a:>
新的Boot Loader使用BIOS的硬盘表示顺序，没有区分SCSI硬盘da和IDE硬盘ad，而直接使用disk0、disk1、disk2按BIOS中的顺序表示硬盘。本例中的提示符为disk1s3a，由于本例中使用的硬盘为IDE接口，因此这实际就代表ad1s3a分区。
在boot loader提示符下有很多相当有用的命令，例如使用ls命令可以列出disk1s3a中各级目录下的文件，使用lsdev可以列出当前内核中的设备驱动，使用lsmod可以列出已经载入的内核模块，使用load可以载入另外的需要载入的内核模块，使用autoboot可以在给定时间之后启动系统，而使用boot命令可以立即启动系统内核，或者使用pnpscan命令扫描当前系统中的PNP卡及其资源设置。
disk1s3a:> lsmod
disk1s3a:> unload splash_bmp.ko
disk1s3a:> unload kernel
disk1s3a:> unload kernel.GENERIC
disk1s3a:> autoboot
上面的命令首先列出已经预先载入的模块，然后将已经载入的模块按照反方向卸载，最后重新载入一个新的内核，重新启动。
一般boot命令比较常用，例如使用 “boot -s” 命令，将启动系统并进入单用户模式，在这个模式下可以执行系统维护任务。通常由于只有可以信任的管理人员才能访问控制台，因此缺省状况下进入单用户模式不需要使用口令认证。当然，如果控制台处于非安全状态，那么进入单用户状态就需要口令认证了。
提示：更改/etc/ttys中有关console的设置为insecure来保护单用户状态。
在boot命令之后使用其他内核名字作参数，用来使用缺省内核/kernel之外的其他内核来启动系统。每个FreeBSD系统都至少具备一个备用的通用内核kernel.GENERIC，在当前系统内核被破坏的情况下可以使用它来启动系统。因此在引导程序被破坏而系统完好的情况下（通常是由于重新安装了Windows的原因），可以使用安装软盘或光盘启动，进入Boot Loader的交互模式，选择硬盘上的内核启动，然后进行修复而不需要重新安装。
FreeBSD 3.1之后，最早采用boot loader的原因之一是避开缺省的启动过程与ELF内核的一些问题，现在不需要boot loader，直接启动ELF内核也毫无问题，但是boot loader的强大功能，使得它的存在越来越重要，它本身可以支持forth编程语言，从而能够对启动条件进行控制。例如，使用boot loader，FreeBSD可以在正式启动之前载入各种不同的模块，这是FreeBSD系统支持内核模块化的重要步骤，这一个理由就值得继续使用boot loader。当然，boot loader还能改变系统的一些参数，控制启动步骤等等。
大部分情况下，进入boot loader只是为了进入单用户状态等一次性的操作，但有些情况下设置需要保留。此时就需要将以上执行的指令放入文件/boot/loader.rc中保存，注意，loader.rc文件中已经保存了一些缺省设置的内容，应该避免与原有内容冲突。事实上，loader.rc已经包含了丰富的设置，使用者可以直接通过更改/boot/loader.conf文件的内容，直接利用原有的一些设置。
# -- sysinstall generated deltas -- #
userconfig_script_load="YES"
上面为一台计算机的loader.conf的内容，这个loader.conf显然是由系统安装程序sysinstall产生的，从内容上可以简单的判断，它是告诉boot loader，载入UserConfig的设置脚本来设置资源，该脚本的缺省位置为/boot/kernel.conf。
当然，loader.conf中能设置的内容远远不止这些，包括设置需要载入的内核及内核模块、启动参数、内核变量等等。
提示：参考/boot/defaults/loader.conf，可以学到更多的设置选项。
3） UserConfig
当在boot loader提示符下使用 “boot -c” 命令，在其后的启动过程中将进入UserConfig中，用于对内核中的硬件资源参数进行配置。与系统初始安装时进入UserConfig的方式不同，这将直接进入UserConfig的命令行模式，内核将出现UserConfig的提示符：
config>
此时可以使用help命令查询可以使用的UserConfig命令，如果输入visual指令，表示使用visual方式配置系统硬件，则会进入UserConfig的全屏幕界面，否则就使用这个命令行方式进行硬件参数配置。命令行模式中可以使用ls命令列出不同的设备驱动程序，使用irq、drq、iomem等命令查看硬件的相应资源设置。
FreeBSD系统在内核支持pnp的条件下，UserConfig支持pnp命令，这是命令行模式比全屏幕界面更强大的地方，能够对ISA PNP设备进行控制。当ISA PNP卡由BIOS分配资源的时候，内核能以非PNP的驱动去探测它，这也是为何要在BIOS中关闭相关的PNP选项的原因。但如果在编译内核支持了PNP控制器，也可以在BIOS中设置为由OS（即FreeBSD）来管理硬件资源，这就需要使用pnp命令手工为ISA PNP硬件分配资源，以便非PNP的驱动能检测并正确设置资源。但是手工设置要求对PNP卡硬件相当了解，否则还是让BIOS来完成资源的分配更为适合。
当在某次系统启动的时候执行了UserConfig的设置，如果再次启动计算机，就会发现设置不再生效。这是因为更改的UserConfig的设置没有正确保存的原因，当更改UserConfig并正常启动系统之后，应该将这些配置数据保存起来，这需要以root身份登入系统，执行：
# kget
enable pcic1
port pcic1 0x3e2
irq pcic1 11
iomem pcic1 0xd4000
flags pcic1 0
quit
系统命令kget将UserConfig的设置打印到屏幕上，此时，就可以保存这些信息到/boot/kernel.conf文件中，如果在/boot/loader.conf中的设置许可的条件下（缺省设置，在loader.conf中使用userconfig_script_load指定），那么下次启动，boot loader将自动载入这些设置，而不再需要重新设置了。
# kget > /boot/kernel.conf
从kget的输出，用户可以学习UserConfig的命令行模式的操作方式。
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