부트스트랩 프로그램 (Bootstrap Program)

핵심 개념

부트스트랩 프로그램은 컴퓨터 전원이 켜지거나 재부팅될 때 실행되는 초기 프로그램으로, 운영체제를 로드하는 역할을 한다.

RAM은 휘발성이므로 부트스트랩 프로그램을 저장할 수 없다. 대신 펌웨어(firmware) 에 저장된다.

부트스트랩의 역할

1. CPU 레지스터부터 장치 컨트롤러, 메모리 내용까지 시스템의 모든 측면을 초기화
2. 운영체제 커널을 찾아 메모리에 로드
3. 운영체제 실행을 시작

저장 위치

저장 매체	특징
펌웨어	드물게 쓰여지고 비휘발성인 저장장치
EEPROM	변경 가능하지만 자주 변경 불가, 느림

예: iPhone은 EEPROM을 사용하여 장치의 시리얼 번호와 하드웨어 정보를 저장한다.

부팅 과정

1 전원 ON

2 부트스트랩 실행

3 시스템 초기화

4 커널 로드

5 데몬 시작

6 부팅 완료

단계	동작
1. 전원 ON	컴퓨터 전원 켜짐 또는 재부팅
2. 부트스트랩 실행	펌웨어에 저장된 부트스트랩 프로그램 실행
3. 시스템 초기화	CPU 레지스터, 장치 컨트롤러, 메모리 등 초기화
4. 커널 로드	운영체제 커널을 찾아 메모리에 로드
5. 시스템 데몬 시작	커널 실행 후 시스템 서비스 시작
6. 부팅 완료	시스템과 사용자에게 서비스 제공 시작

시스템 데몬

커널 외부에서 일부 서비스는 부팅 시 메모리에 로드되는 시스템 데몬(system daemons) 에 의해 제공된다.

• 커널이 실행되는 전체 시간 동안 실행됨
• Linux에서 첫 번째 시스템 프로그램은 systemd이며, 이것이 다른 많은 데몬을 시작함

관련 개념

• 시스템 부팅 (System Boot) - 부트스트랩 프로그램이 커널을 로드하여 컴퓨터를 시작하는 전체 부팅 과정
• 커널 (Kernel) - 부트스트랩 프로그램이 메모리에 로드하는 운영체제의 핵심 프로그램
• 폰 노이만 아키텍처 (Von Neumann Architecture) - 메모리에서 명령어를 가져와 실행하는 컴퓨터 구조
• 운영체제 (Operating System) - 부트스트랩 프로그램에 의해 로드되어 하드웨어를 관리하는 소프트웨어

출처

• Operating System Concepts, 10th Edition, Chapter 1, p.11-12, 21-22