Bootloa­de­rs: toda la in­fo­r­ma­ción acerca de los gestores de arranque

Los bootloa­de­rs se aseguran de que todos los datos re­le­va­n­tes del sistema operativo estén ya cargados en la memoria RAM al iniciarse el di­s­po­si­ti­vo. Durante el proceso de arranque, el firmware tra­n­s­fie­re la in­fo­r­ma­ción necesaria para ello.

Los datos de un sistema operativo deben cargarse di­re­c­ta­me­n­te en la memoria RAM al iniciarse el di­s­po­si­ti­vo. Esto es posible con el bootloa­der, también conocido como gestor de arranque. El bootloa­der suele eje­cu­tar­se di­re­c­ta­me­n­te al arrancar un di­s­po­si­ti­vo usando algún medio que sea booteable, es decir, que sirva como unidad de arranque, como puede ser un disco duro, un CD o DVD, o un stick booteable. El medio de arranque recibe la in­fo­r­ma­ción acerca de dónde se encuentra el bootloa­der por parte del firmware del ordenador (BIOS, por ejemplo). Al proceso completo se le denomina inicio, arranque o, en inglés to boot.

Cuando aprietas el botón de arranque de un ordenador, lo primero que aparece en la pantalla son los datos acerca del hardware del equipo. El software re­s­po­n­sa­ble de esta in­fo­r­ma­ción es, en primer lugar, el ya me­n­cio­na­do firmware, que los pro­du­c­to­res de los di­s­po­si­ti­vos por lo general im­ple­me­n­tan en una memoria flash en la placa base o mainboard. En la mayoría de los or­de­na­do­res de mesa y po­r­tá­ti­les se apuesta por el ya veterano BIOS (Basic Input/Output System) o por el más reciente UEFI (Unified Ex­te­n­si­ble Firmware Interface). Ambos programas reúnen di­fe­re­n­tes datos del hardware y para generar, entre otras cosas, una lista completa de todas las unidades de disco di­s­po­ni­bles en el di­s­po­si­ti­vo.

Una vez se ha co­m­ple­ta­do este proceso, el firmware comprueba uno a uno los soportes de datos en­co­n­tra­dos en busca del bootloa­der o, más co­n­cre­ta­me­n­te, la llamada boot signature o boot record. La búsqueda se inicia siempre en los medios ex­traí­bles co­ne­c­ta­dos (CD/DVD, stick USB, discos duros externos, etc.) y luego pasa a los discos duros internos. En estos últimos, el bootloa­der (o la boot signature) suele estar en el Master Boot Record (MBR), que también aloja la tabla de pa­r­ti­cio­nes del soporte de datos. Cuando se encuentre un bootloa­der, este se cargará y se iniciará así el sistema. Si la búsqueda, en cambio, no tiene éxito, el firmware mostrará un mensaje de error.

En lo que a la ubicación de los bootloa­de­rs se refiere, se han co­n­so­li­da­do dos opciones:

1. El bootloa­der se guarda en el primer bloque del medio booteable o de arranque.
2. El bootloa­der se guarda en una partición es­pe­cí­fi­ca del medio de arranque.

La primera opción está es­tre­cha­me­n­te re­la­cio­na­da con el principio de los Master Boot Records, que no solo contienen la re­fe­re­n­cia necesaria por parte del firmware hacia el bootloa­der, sino también el software de inicio en sí. Para el record se reserva siempre el primer bloque o sector de memoria di­s­po­ni­ble en el medio. Este bloque o sector también es llamado, pre­ci­sa­me­n­te por esta función tan im­po­r­ta­n­te, boot block o boot sector.

En la segunda opción, el sistema operativo usa como lugar de al­ma­ce­na­mie­n­to del bootloa­der una partición se­le­c­cio­na­da, si bien el sistema de archivos de base y la tabla de pa­r­ti­cio­nes utilizada no tienen por qué coincidir en absoluto. El firmware siempre es un factor decisivo y, este tipo de ubicación del bootloa­der, requiere además un formato de archivo es­pe­cí­fi­co del gestor de arranque. En di­s­po­si­ti­vos con UEFI se trata, por ejemplo, del formato PE/COFF (Portable Exe­cu­ta­ble / Common Object File Format).

Los bootloa­de­rs sirven como in­te­r­me­dia­rios entre el hardware y el sistema operativo. En cuanto un bootloa­der es ejecutado por el firmware co­rre­s­po­n­die­n­te, la re­s­po­n­sa­bi­li­dad del sistema recae en él, que debe lograr que el arranque ocurra. Para ello, su primera tarea es cargar la memoria interna, in­di­s­pe­n­sa­ble para que el pro­ce­sa­dor funcione.

En el siguiente paso, el bootloa­der carga el núcleo del sistema operativo, es decir, el co­m­po­ne­n­te elemental del software del sistema, el cual controla todos los accesos a la memoria y al pro­ce­sa­dor, y contiene todos los co­n­tro­la­do­res im­po­r­ta­n­tes. Además, el bootloa­der procesa di­fe­re­n­tes órdenes y tareas ru­ti­na­rias como, por ejemplo, la in­te­gra­ción de la memoria de datos. Algunos bootloa­de­rs realizan también tareas que van más allá de su función como meros gestores de arranque, entre las cuales están las si­guie­n­tes:

• Re­co­no­ci­mie­n­to y arranque de otros bootloa­de­rs di­s­po­ni­bles
• Ejecución de programas de apli­ca­ción (se usaba mucho en los 80 para iniciar juegos desde disquetes)
• Co­rre­c­ción o adición de funciones o entradas de­fe­c­tuo­sas o in­su­fi­cie­n­tes en el firmware 
• Carga de firmware al­te­r­na­ti­vo

Una vez se han co­m­ple­ta­do todas las tareas con éxito, el bootloa­der devuelve la re­s­po­n­sa­bi­li­dad del sistema al núcleo.

Hasta aquí, puedes encontrar la in­fo­r­ma­ción más im­po­r­ta­n­te en materia de bootloa­de­rs. La siguiente tabla resume los bootloa­de­rs más populares y más im­po­r­ta­n­tes: