El proceso de arranque Linux

BIOS - El Primer Paso

Comenzar un x86 sistema basado en Linux implica una serie de pasos. Cuando el

ordenador está encendido, el  sistema de entrada / salida básico  (BIOS) inicializa el

hardware, incluyendo la pantalla y el teclado, y pone a prueba la memoria

principal. Este proceso también se conoce como la POST (Power On Self Test)

(examen de arranque seguro).

El software BIOS se almacena en un chip de ROM (Memoria de solo lectrura) en la

tarjeta madre.  Después de esto, el resto del proceso de arranque está

completamente controlado por el sistema operativo.

Registro maestro de arranque (MBR) y del gestor de arranque

Master Boot Records (MBR) and Boot Loader

Una vez que el POST se

completa, el control del

sistema pasa del BIOS al

gestor de arranque. El

gestor de arranque

normalmente se

almacena en uno de los

discos duros en el

sistema, ya sea en el

sector de arranque

(BIOS/ MBR para

sistemas tradicionales)

o partición EFI 

(Extensible Firmware Interface) (para la más

reciente (unificada) Interface Firmware

Extensible o / UEFI EFI sistemas). Hasta esta etapa,

la máquina no tiene acceso a cualquier medio de almacenamiento en masivo. A

partir de entonces, la información sobre la fecha, la hora y los periféricos más

importantes se cargan desde los valores de CMOS  (Una tecnología utilizada para

el almacenamiento de memoria de baterías - que permite que el sistema pueda

mantener la fecha y la hora, incluso cuando es apagado el sistema).

Existen varios gestores de arranque existe para Linux; los más comunes son de

GRUB (de GRand Unified Boot Loader) e ISOLINUX (para el arranque desde

medio extraíble). La mayoría de los gestores de arranque de Linux pueden

presentar una interfaz de usuario para la elección de opciones alternativas para

arrancar Linux, e incluso otros sistemas operativos que puedan estar instalados. Al

arrancar Linux, el cargador de arranque es responsable de cargar la imagen del

núcleo y el disco RAM inicial (que contiene algunos archivos críticos y

controladores de dispositivos necesarios para iniciar el sistema) en la memoria.

Gestor de arranque en Acción

Boot Loader in Action

El gestor de arranque tiene dos

etapas distintas:

Primera Etapa:

Para los sistemas que utilizan el

método de BIOS / MBR, el gestor

de arranque reside en el primer

sector del disco duro también

conocido como el Master Boot

Record (MBR). El tamaño del MBR

está a sólo 512 bytes. En este

escenario, el gestor de arranque

examina la tabla de particiones y

encuentra una partición de

arranque. Una vez que encuentra

una partición de arranque,

entonces se busca para la segunda

etapa el cargador de arranque por

ejemplo GRUB, y lo carga en la

memoria RAM (Random Access Memory).

Para los sistemas que utilizan la EFI / UEFI método, UEFI firmware lee sus datos

del gestor de arranque (Boot Manager)  para determinar qué aplicación UEFI

será lanzado y desde donde (por ejemplo, de la cual el disco y partición

la EFI partición se puede encontrar). El firmware luego lanza la  aplicación UEFI,

por ejemplo, GRUB, tal como se define en la entrada de arranque en el gestor de

arranque del firmware. Este procedimiento es más complicado, pero más versátil

que los viejos métodos MBR.

Segunda Etapa:

La segunda etapa del gestor de arranque reside bajo el directorio

/boot. Una pantalla de bienvenida (splash screen) se muestra lo que nos

permite escoger el sistema operativo (OS) para arrancar. Después de elegir el

sistema operativo, el gestor de arranque carga el kernel del sistema operativo

seleccionado en la memoria RAM y pasa el control a la misma.

El gestor de arranque carga la imagen del núcleo seleccionado (en el caso de

Linux) y pasa el control a la misma. El kernel casi siempre se comprimen, por lo

que su primer trabajo es descomprimir el kernel. Después de esto, se revisara y

analizara el hardware del sistema e inicializara los controladores de dispositivo de

hardware integrados en el kernel.

El nucleo de Linux

El kernel de Linux

El gestor de arranque carga tanto en el núcleo y

un sistema de archivos inicial basado en RAM

(initramfs) en la memoria por lo que  puede ser

utilizado directamente por el kernel.  

Cuando el kernel se carga en la memoria RAM,

inicializa y configura la memoria del ordenador y

también configura todo el hardware conectado al

sistema. Esto incluye todos los procesadores, los

subsistemas E/S, dispositivos de almacenamiento,

etc. El núcleo también cargas algunas

aplicaciones necesarias de espacio de usuario.

The Initial RAM Disk

El disco RAM inicial La imagen del

sistema de

archivos initramfs

contiene los

programas y

archivos binarios

que llevan a cabo todas las acciones necesarias para montar la raíz del sistema de

archivos adecuado, También proporcionar la funcionalidad del núcleo para los

controladores del sistema de archivos y los dispositivos controladores necesarios

para los controladores de almacenamiento masivo con una utilería llamada

udev (for USer Device)(para dispositivo de usuario), que es responsable de

averiguar qué dispositivos están presentes, la localización de los  controladores

(Drivers) que necesitan para funcionar correctamente, y cargarlos. Después se

ha encontrado la raíz del sistema de archivos, se comprueba si hay errores de

montado.

El programa mount indica al sistema operativo que un sistema de archivos está

listo para su uso, y la asocia con un punto particular en la jerarquía global del

sistema de archivos (the mount point) (el punto de montaje). Si esto tiene éxito,

los initramfs  se borran de la memoria RAM y el inicio  del programa en el

sistema de archivos raíz (/ sbin / init) se ejecuta.

init  se encarga del montaje y guiando al sistema de archivos raíz final y real. Si

se necesitan controladores de hardware especiales antes se puede acceder al

almacenamiento masivo, deben estar en la imagen initramfs.

/ sbin / init Servicios y

Una vez que el kernel ha configurado todo su

hardware y montado el sistema de archivos

raíz, el núcleo ejecuta el programa

/sbin/init. Este se convierte en el proceso

inicial, que luego empieza a otros procesos

para llegar al sistema en funcionamiento.  La

mayoría de los otros procesos del sistema

remontan su origen en última instancia

a  init; las excepciones son procesos del

kernel, iniciadas por el kernel directamente

para la gestión de los detalles internos del

sistema operativo.

Tradicionalmente, estos procesos de arranque fueron hechos usando convenciones

que se remontan al Sistema V UNIX, con el sistema pasa a través de una

secuencia de niveles de ejecución (runlevels)  que contienen colecciones de

scripts que inician y detienen servicios. Cada nivel de ejecución corresponde a un

modo diferente de funcionamiento del sistema. Dentro de cada nivel de ejecución,

los servicios individuales se pueden configurar para funcione, o que se detenga si

está en ejecución. Las nuevas distribuciones se están alejando del estándar de

System V, pero por lo general soportan las convenciones System V para fines de

compatibilidad.

Además de arrancar el sistema, init  es el responsable de mantener el sistema en

funcionamiento y de apagarlo de manera limpia. Actúa como el administrador del

último recurso" para todos los procesos no-kernel. Limpiándolos después cuando

sea necesario, y reiniciando los servicios de inicio de sesión de usuario según sea

necesario cuando los usuarios inician sesión y

terminan sesión.

Inicio de sesión modo de texto

Text-Mode Login

Cerca del final del proceso de arranque,

init  comienza algunos inicios de sesión en

modo texto (realizado por un programa

llamado getty). Estos permiten que escriba su

nombre de usuario, seguido de su contraseña, y para obtener finalmente un shell

de comandos (acceso al sistema).

Por lo general, el shell de comandos predeterminado es  bash (GNU Bourne

Again Shell), pero hay algunos otros shell’s de comandos avanzados

disponibles. El Shell muestra un símbolo del texto, lo que indica que está listo para

aceptar comandos; después de que el usuario escribe el comando y

presiona Enter, el comando se ejecuta y aparece otra vez el símbolo del texto

después de que el comando se realizó.

Como usted aprenderá en el capítulo "Operaciones de línea de comandos", los

terminales que ejecutan los shells de comandos se puede acceder mediante

la tecla ALT +una tecla de  función. La mayoría de las distribuciones arrancan

seis terminales de texto y una terminal de gráfica comenzando con F1  o  F2. Si

también se inicia el entorno gráfico, alternar a una consola de texto requiere

presionar CTRL-ALT +  la tecla de función apropiada (con F7 o F1 es la interfaz

gráfica de usuario (GUI)). Como veremos en breve, puede que tenga que ejecutar

el startx  comando con el fin de iniciar o reiniciar el escritorio visual después de

haber estado en el modo de texto puro.

Sistema de ventana X

X Window System

En general, en un

sistema de escritorio

Linux, el sistema X

Window se carga como

el paso final en el

proceso de arranque.

Un servicio llamado gestor de ventanas hace un seguimiento de las pantallas

que se proporcionan, y carga el servidor X (llamado así porque proporciona

servicios gráficos a las aplicaciones, a veces llamados clientes X). El gestor de

pantalla también se ocupa de los inicios de sesión gráficas, e inicia el entorno de

escritorio apropiado después de un usuario se conecta.

Más Acerca del sistema Ventana XMore About the X Window System

Un entorno de escritorio

consiste en un gestor de

sesiones, que inicia y

mantiene los componentes

de la sesión gráfica, y el

gestor de ventanas, que

controla la colocación y movimiento de ventanas, barras de título de ventanas, y

controles.

Aunque éstos se pueden mezclar, en general, un conjunto de utilerías, gestor de

sesiones y el gestor de ventanas se utilizan como una sola unidad, y en conjunto

proporcionan un entorno de escritorio sin problemas.

Si el gestor de pantalla no se inicia de forma predeterminada en el nivel de

ejecución predeterminado, puede iniciar una ventana X de una manera diferente,

después de acceder a una consola en modo texto, ejecutando  startx  desde la

línea de comandos