操作系统一般都会在安装在硬盘上,在 BIOS 的界面上。你会看到一个启动盘的选项。启动盘有什么特点呢?它一般在第一个扇区,占 512 字节,而且以 0xAA55 结束。这是一个约定,当满足这个条件的时候,就说明这是一个启动盘,在 512 字节以内会启动相关的代码。
这些代码是谁放在这里的呢?在 Linux 里面有一个工具,叫 Grub2,全称 Grand Unified Bootloader Version 2。顾名思义,就是搞系统启动的。
可以通过 grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg 来服务器托管网配置系统启动的选项。你可以看到里面有类似这样的配置。
menuentry 'CentOS Linux (3.10.0-862.el7.x86_64) 7 (Core)' --class centos --class gnu-linux --class gnu --class os --unrestricted $menuentry_id_option 'gnulinux-3.10.0-862.el7.x86_64-advanced-b1aceb95-6b9e-464a-a589-bed66220ebee' {
load_video
set gfxpayload=keep
insmod gzio
insmod part_msdos
insmod ext2
set root='hd0,msdos1'
if [ x$feature_platform_search_hint = xy ]; then
search --no-floppy --fs-uuid --set=root --hint='hd0,msdos1' b1aceb95-6b9e-464a-a589-bed66220ebee
else
search --no-floppy --fs-uuid --set=root b1aceb95-6b9e-464a-a589-bed66220ebee
fi
linux16 /boot/vmlinuz-3.10.0-862.el7.x86_64 root=UUID=b1aceb95-6b9e-464a-a589-bed66220ebee ro console=tty0 console=ttyS0,115200 crashkernel=auto net.ifnames=0 biosdevname=0 rhgb quiet
initrd16 /boot/initramfs-3.10.0-862.el7.x86_64.img
}
使用 grub2-install /dev/sda,可以将启动程序安装到相应的位置。
grub2 第一个要安装的就是 boot.img。它由 boot.S 编译而成,一共 512 字节,正式安装到启动盘的第一个扇区。这个扇区通常称为 MBR(Master Boot Record,主引导记录 / 扇区)。
BIOS 完成任务后,会将 boot.img 从硬盘加载到内存中的 0x7c00 来运行。
由于 512 个字节实在有限,boot.img 做不了太多的事情。它能做的最重服务器托管网要的一个事情就是加载 grub2 的另一个镜像 core.img。
core.img 就是管理处,它们知道的和能做的事情就多了一些。core.img 由 lzma_decompress.img、diskboot.img、kernel.img 和一系列的模块组成,功能比较丰富,能做很多事情。
boot.img 先加载的是 core.img 的第一个扇区。如果从硬盘启动的话,这个扇区里面是 diskboot.img,对应的代码是 diskboot.S。
boot.img 将控制权交给 diskboot.img 后,diskboot.img 的任务就是将 core.img 的其他部分加载进来,先是解压缩程序 lzma_decompress.img,再往下是 kernel.img,最后是各个模块 module 对应的映像。这里需要注意,它不是 Linux 的内核,而是 grub 的内核。
lzma_decompress.img 对应的代码是 startup_raw.S,本来 kernel.img 是压缩过的,现在执行的时候,需要解压缩。
在这之前,我们所有遇到过的程序都非常非常小,完全可以在实模式下运行,但是随着我们加载的东西越来越大,实模式这 1M 的地址空间实在放不下了,所以在真正的解压缩之前,lzma_decompress.img 做了一个重要的决定,就是调用 real_to_prot,切换到保护模式,这样就能在更大的寻址空间里面,加载更多的东西。
切换到保护模式要干很多工作,大部分工作都与内存的访问方式有关。
第一项是启用分段,就是在内存里面建立段描述符表,将寄存器里面的段寄存器变成段选择子,指向某个段描述符,这样就能实现不同进程的切换了。第二项是启动分页。能够管理的内存变大了,就需要将内存分成相等大小的块。
切换保护模式的函数 DATA32 call real_to_prot 会打开 Gate A20,也就是第 21 根地址线的控制线。
接下来我们要对压缩过的 kernel.img 进行解压缩,然后跳转到 kernel.img 开始运行。
kernel.img 对应的代码是 startup.S 以及一堆 c 文件,在 startup.S 中会调用 grub_main,这是 grub kernel 的主函数。
在这个函数里面,grub_load_config() 开始解析,我们上面写的那个 grub.conf 文件里的配置信息。
如果是正常启动,grub_main 最后会调用 grub_command_execute (“normal”, 0, 0),最终会调用 grub_normal_execute() 函数。在这个函数里面,grub_show_menu() 会显示出让你选择的那个操作系统的列表。
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原文标题:Executing Shell Commands in Golang](https://www.sohamkamani.com/golang/exec-shell-command/)) 作者:Soham Kamani 之前自己也写过 os/exec …