Со времени появления поддержки таблиц GPT и файловой системы ZFS во FreeBSD содержимое каталога /boot довольно сильно изменилось. Я имею ввиду, сколько различных образов загрузочного кода теперь там находится.
> ls /boot/*boot* /boot/*mbr*
/boot/boot /boot/boot1 /boot/gptboot /boot/pmbr
/boot/boot0 /boot/boot2 /boot/gptzfsboot /boot/pxeboot
/boot/boot0sio /boot/cdboot /boot/mbr /boot/zfsboot
В этой заметке я попробую восполнить недостаток документации и описания этих файлов, рассказав для чего они необходимы.
Итак, по-порядку. BIOS передаёт управление загрузочному коду, хранящемуся в MBR. Его задача - найти на диске загрузочный код следующей ступени, который для таблицы разделов MBR обычно находится в первом секторе активного раздела. Т.е. он должен прочитать таблицу разделов MBR, найти в ней раздел, помеченный активным и передать управление коду, находящемуся в первом секторе этого раздела. Эти задачи выполняет код, копия которого находится в файле
/boot/mbr. Более продвинутая его версия - это менеджер загрузки
/boot/boot0. Он имеет простейший функционал взаимодействия с пользователем - меню для выбора раздела или диска, с которого выполнять загрузку.
Далее вступает в работу загрузочный код первой ступени
/boot/boot1. Он схож по функционалу с тем, что делает
/boot/mbr. Разница в том, что он должен считать таблицу разделов BSD и код второй ступени загрузки
/boot/boot2. Обычно они используются вместе в виде образа
/boot/boot. Т.е.
/boot/boot это склееные вместе
/boot/boot1 и
/boot/boot2.
Вторая ступень загрузки уже более функциональна и может считывать файлы с UFS. Задача этого кода загрузить и передать управление загрузчику
/boot/loader (третьей ступени), либо самому ядру
/boot/kernel/kernel.
Загрузочный код
/boot/zfsboot выполняет те же функции, что и
/boot/boot, но для файловой системы ZFS. Он тоже состоит из двух частей. Первая часть аналогично
boot1 необходима для поиска и запуска второй ступени, которая уже может прочитать файлы с ZFS и запустить ядро, либо третью ступень
/boot/zfsloader.
Теперь что касается GPT. Для таблицы GPT во FreeBSD пока нет подобного
/boot/boot0 менеджера загрузки. Но для систем, которые не используют EFI, загрузка с GPT происходит аналогично тому, как это делается для MBR. Т.е. BIOS передаёт управление загрузочному коду, находящемуся в первом секторе диска. А там должна находиться копия
/boot/pmbr. Этот код выполняет поиск раздела с типом "
freebsd-boot" по таблице GPT. Если он находит его, то загружает его содержимое в память и передаёт туда управление.
Здесь уже могут быть варианты. Первый -
/boot/gptboot. Его задача проверить корректность таблиц и заголовков GPT (посчитать и сверить контрольные суммы), а затем найти в таблице раздел с типом
"freebsd-ufs", попытаться загрузить с этого раздела
/boot/loader или ядро. Если это не получается, он ищет следующий раздел. Кроме того, не так давно pjd@ добавил поддержу специальных GPT-атрибутов
bootme и
bootonce, с помощью которых можно устанавливать приоритетность загрузки разделов, на случай, если несколько копий/версий FreeBSD находятся на одном диске.
Второй вариант -
/boot/gptzfsboot. Этот код представляет собой комбинацию
zfsboot и
gptboot. Он выполняет поиск GPT разделов с типом
"freebsd-zfs", на которых он ищет пулы. На самом деле логика его работы немного сложнее, так как пулы могут состоять из нескольких устройств. Но цель его - загрузка
/boot/zfsloader или ядра с ZFS пула.
В заключение несколько слов о том, где должен располагаться загрузочный код, для того чтобы он выполнил свои задачи. Думаю, не надо упоминать о том, что находясь в каталоге /boot он выполниться никак не сможет, поэтому эти образы должны быть записаны в определённый области на диске. Для записи загрузочного кода на диск обычно используется команда
"gpart bootcode", но некоторые образы требуют специальных "манипуляций".
Например, образы
mbr,
boot0,
pmbr должны быть записаны в первый сектор диска. Образ
/boot/boot - в начало MBR раздела с типом
"freebsd". Образы
gptboot и
gptzfsboot должны быть записаны на GPT раздел с типом
"freebsd-boot". Специальные манипуляции нужны для загрузочного кода
zfsboot. Первые 512 байт его должны быть записаны в начало раздела или диска, на котором создан ZFS пул. Оставшаяся часть должна быть записана со смещением в 512 кбайт от начала диска или раздела. Т.е. для случая, когда пул создан на целом диске ada0, загрузочный код записывается вот так:
# dd if=/boot/zfsboot of=/dev/ada0 count=1
# dd if=/boot/zfsboot of=/dev/ada0 skip=1 seek=1024
