PDF de programación - Arranque

Arranque

Última modificación 2016/01

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Elaboración propia utilizando principalmente artículos de la wikipedia (http://www.wikipedia.org) e información del foro
UEFI (http://www.uefi.org), IBM (http://www-128.ibm.com/developerworks/library/l-linuxboot/index.html), multibooters
(http://www.multibooters.co.uk) y Debian (http://www.debian.org).
Algunas partes son directamente copia o traducción de las fuentes.

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NOTA: Todos los comandos y ficheros de configuración mostrados en este documento se presentan únicamente a modo
de ejemplo. Antes de utilizarlos en un entorno real lea sus respectivos manuales y/o ayudas y asegúrese que sabe lo que
está haciendo.

Contenido

1. INTRODUCCIÓN...........................................................................................................................................................3
1.1. DIRECCIONAMIENTO FÍSICO DE MEMORIA SECUNDARIA......................................................................3
a) CHS y ECHS........................................................................................................................................................3
b) LBA......................................................................................................................................................................3
c) Limitaciones de particiones...................................................................................................................................3
1.2. REGISTRO DE ARRANQUE MAESTRO (MBR)...............................................................................................4
a) Registro VBR........................................................................................................................................................4
b) Respaldo del MBR................................................................................................................................................4
1.3. TABLA DE PARTICIONES GUID (GPT)............................................................................................................5
1.4. GESTORES DE ARRANQUE Y CARGADORES DE SISTEMA.......................................................................5
1.5. PC BIOS..................................................................................................................................................................6
a) Interfaz SO-firmware............................................................................................................................................6
b) Arranque de la máquina y carga del sistema operativo..........................................................................................6
c) Limitaciones de BIOS...........................................................................................................................................6
1.6. INTERFAZ UEFI....................................................................................................................................................7
2. PROCESO DE ARRANQUE..........................................................................................................................................8
2.1. PROCESO DE ARRANQUE GENERAL.............................................................................................................8
a) Equipos UEFI con particionado GPT...................................................................................................................8
b) Resumen y Esquema.............................................................................................................................................9
2.2. ARRANQUE UTILIZANDO LA RED................................................................................................................10
a) Arranque por red................................................................................................................................................10
b) Wake-on-LAN (WoL)........................................................................................................................................10
2.3. ARRANQUE DEL SISTEMA WINDOWS 2003................................................................................................10
a) Solución de errores en el arranque de Windows 2003.........................................................................................11
2.4. ARRANQUE DEL SISTEMA WINDOWS VISTA.............................................................................................11
2.5. ARRANQUE DEL SISTEMA GNU/LINUX.......................................................................................................12
a) Niveles de ejecución (Runlevels).........................................................................................................................13
3. ANEXO II - GESTORES DE ARRANQUE.................................................................................................................14
3.1. GRUB....................................................................................................................................................................14
3.2. LILO.....................................................................................................................................................................14
3.3. NTLDR.................................................................................................................................................................14
3.4. BOOTMGR...........................................................................................................................................................15
a) El fichero bcd......................................................................................................................................................15
b) Multiarranque con Windows Vista......................................................................................................................16
3.5. LOADLIN.............................................................................................................................................................16

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1. INTRODUCCIÓN
1.1. DIRECCIONAMIENTO FÍSICO DE MEMORIA SECUNDARIA
a) CHS y ECHS
El primer sistema ampliamente difundido para direccionar bloques de información1 en dispositivos de almacenamiento fue
CHS (Cylinder-Head-Sector), usado en las primeras unidades ATA, donde se asignaba una dirección a cada bloque
mediante una tupla que definía el cilindro, el cabezal y el sector en que se encontraba.
Al unir las limitaciones que imponía IDE con las limitaciones que imponía BIOS, se limitaba la capacidad de los discos a
504 MiB.

INTRODUCCIÓN

Cilindros (Máx.)

Cabezales (Máx.)

Sectores (Máx.)

IDE / ATA
-direcc. físico-
BIOS (Int 13)
Combinación
-direcc. lógico-

65.536

1.024
1.024

16

256
16

256

63
63

Capacidad (Máx.)
128 GiB

7,88 GiB
504 MiB

Tanto el estándar BIOS como el IDE permiten mayor capacidad que la combinación de ambos, ya que el uno permite más
cilindros y sectores y el otro permite más cabezales. Para superar la barrera de 504 MiB apareció ECHS (Extended CHS)
también llamado "CHS Large". Este sistema realiza una traducción de direcciones lógicas a físicas mediante un simple
truco: divide el número real de cilindros por 2, 4, 8 o 16 -dependiendo del dispositivo- y multiplica el número de cabezales
por la misma cantidad. Así pueden direccionarse discos de hasta 16.384 cilindros (1.024 * 16) con 16 cabezales (256 / 16)
y 63 sectores, que es el límite de direccionamiento BIOS (7'88 GiB).

Otro inconveniente de este sistema de direccionamiento es que no funciona bien en dispositivos que físicamente no se
compongan de cilindros y cabezales, como cintas de datos o memorias electrónicas.

b) LBA
Para superar las limitaciones del sistema ECHS apareció el sistema LBA (Logical Block Addressing)2. LBA es un método
de direccionamiento particularmente simple. Los bloques son numerados según un índice, siendo el primer bloque
LBA=0, el segundo LBA=1, y así sucesivamente. El direccionamiento LBA en las unidades ATA puede ser de 28 bits o de
48 bits (introducido en ATA-6), lo que resulta en límites de 128 GiB y 128 PiB respectivamente.

Este sistema debe estar implementado en el propio dispositivo para que el sistema pueda utilizarlo. Muchos dispositivos de
gran capacidad que utilizan LBA pueden utilizarse mediante ECHS si el firmware de la máquina no está preparada para
utilizar LBA.

c) Limitaciones de particiones
Algunos sistemas operativos, como todos los Windows hasta la versión 2003, requieren que las particiones empiecen y
acaben ocupando cilindros completos (incluso utilizando LBA). Dado que es muy raro que el número de sectores acabe en
el límite de un cilindro, muchos dispositivos tienen un exceso de sectores (menor que un cilindro) que no puede utilizarse.
Algunos sistemas, como GNU/Linux, permiten evitar los límites de cilindros pero hacerlo puede acarrear problemas de
incompatibilidad con otros sistemas.
El sistema de particionado de Windows Vista evita los límites de cilindros pero limita el posicionamiento (inicio y final) a
múltiplos de 20483 en previsión de que el tamaño de bloque estándar (actualmente 512 B) se incremente a dicha cantidad.
Esto causa que si se mezcla el uso del programa de particionado de Vista con otros (como programas de clonado o el
gestor de discos de Windows XP) algunas particiones puedan moverse o incluso desaparecer4(!)