GNU GRUB (abreviatura de GNU GR y cargador de arranque unificado , comúnmente conocido como GRUB ) es un paquete de cargador de arranque del proyecto GNU . GRUB es la implementación de referencia de la Free Software Foundation 's de arranque múltiple especificación , lo que proporciona al usuario la opción de una bota de múltiples sistemas operativos instalados en un ordenador o seleccionar un determinado núcleo de configuración disponible en las particiones de un sistema operativo en particular.
Autor (es) original (es) | Erich Bolena |
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Desarrollador (es) | Proyecto GNU |
Versión inicial | 1995 |
Lanzamiento estable | 2.04 (GRUB 2) / 4 de julio de 2019 [2] |
Versión de vista previa | 2.06 ~ rc1 (GRUB 2) [1] / 15 de marzo de 2021 |
Repositorio | |
Escrito en | Ensamblaje , C [3] |
Sistema operativo | Linux , macOS , BSD , Solaris (puerto x86) y Windows (mediante carga en cadena) |
Plataforma | IA-32 , x86-64 , IA-64 , ARM , PowerPC , s390x , MIPS y SPARC |
Disponible en | Ingles y otros |
Tipo | Cargador de arranque |
Licencia | GPLv3 [4] |
Sitio web | www |
GNU GRUB fue desarrollado a partir de un paquete llamado Grand Unified Bootloader (un juego de Grand Unified Theory [5] ). Se utiliza principalmente para sistemas similares a Unix. El sistema operativo GNU usa GNU GRUB como su cargador de arranque, al igual que la mayoría de las distribuciones de Linux y el sistema operativo Solaris en sistemas x86, comenzando con la versión Solaris 10 1/06.
Operación
Arranque
Cuando se enciende una computadora, el BIOS encuentra el dispositivo de arranque principal configurado (generalmente el disco duro de la computadora) y carga y ejecuta el programa de arranque inicial desde el registro de arranque maestro (MBR). El MBR es el primer sector del disco duro, con cero como compensación (el recuento de sectores comienza en cero). Durante mucho tiempo, el tamaño de un sector ha sido de 512 bytes, pero desde 2009 hay discos duros disponibles con un tamaño de sector de 4096 bytes, llamados discos de formato avanzado . A octubre de 2013[actualizar], todavía se puede acceder a estos discos duros en sectores de 512 bytes mediante la emulación de 512e . [6]
La tabla de particiones MBR heredada admite un máximo de cuatro particiones y ocupa 64 bytes, combinados. Junto con la firma de disco opcional (cuatro bytes) y la marca de tiempo del disco (seis bytes), esto deja entre 434 y 446 bytes disponibles para el código de máquina de un cargador de arranque. Aunque un espacio tan pequeño puede ser suficiente para cargadores de arranque muy simples, [7] no es lo suficientemente grande como para contener un cargador de arranque que admita sistemas de archivos múltiples y complejos , selección de opciones de arranque basada en menús, etc. por lo tanto, se divide en partes, donde la pieza más pequeña encaja y reside dentro del MBR, mientras que las piezas más grandes se almacenan en otras ubicaciones (por ejemplo, en sectores vacíos entre el MBR y la primera partición) y son invocadas por el MBR del cargador de arranque código.
En la mayoría de los casos, las imágenes del kernel del sistema operativo son archivos que residen en los sistemas de archivos apropiados, pero el concepto de un sistema de archivos es desconocido para el BIOS. Por lo tanto, en los sistemas basados en BIOS, el deber de un cargador de arranque es acceder al contenido de esos archivos, para que pueda cargarse en la RAM y ejecutarse.
Un posible enfoque para que los cargadores de arranque carguen imágenes del kernel es acceder directamente a los sectores del disco duro sin comprender el sistema de archivos subyacente. Por lo general, se requiere un nivel adicional de direccionamiento indirecto , en forma de mapas o archivos de mapas, archivos auxiliares que contienen una lista de sectores físicos ocupados por imágenes del kernel. Dichos mapas deben actualizarse cada vez que una imagen del kernel cambia su ubicación física en el disco, debido a la instalación de nuevas imágenes del kernel, la desfragmentación del sistema de archivos, etc. Además, en caso de que los mapas cambien su ubicación física, sus ubicaciones deben actualizarse dentro del el código MBR del cargador de arranque, por lo que el mecanismo de indirección de sectores continúa funcionando. Esto no solo es engorroso, sino que también hace que el sistema necesite reparaciones manuales en caso de que algo salga mal durante las actualizaciones del sistema. [8]
Otro enfoque es hacer que un cargador de arranque conozca los sistemas de archivos subyacentes, de modo que las imágenes del kernel se configuren y se acceda a ellas utilizando sus rutas de archivo reales . Eso requiere que un cargador de arranque contenga un controlador para cada uno de los sistemas de archivos compatibles, de modo que el propio cargador de arranque pueda entenderlos y acceder a ellos. Este enfoque elimina la necesidad de ubicaciones codificadas de sectores del disco duro y la existencia de archivos de mapas, y no requiere actualizaciones de MBR después de agregar o mover las imágenes del kernel. La configuración de un cargador de arranque se almacena en un archivo normal, al que también se accede de forma consciente del sistema de archivos para obtener configuraciones de arranque antes del arranque real de cualquier imagen del kernel. Como resultado, la posibilidad de que algo salga mal durante varias actualizaciones del sistema se reduce significativamente. Como desventaja, estos cargadores de arranque tienen una mayor complejidad interna y una huella aún mayor. [8]
GNU GRUB utiliza el segundo enfoque, al comprender los sistemas de archivos subyacentes. El cargador de arranque en sí se divide en varias etapas , lo que le permite adaptarse al esquema de arranque MBR.
Dos versiones principales de GRUB son de uso común: GRUB versión 1, llamada GRUB legacy, solo prevalece en versiones anteriores de distribuciones de Linux, algunas de las cuales todavía están en uso y son compatibles, por ejemplo, CentOS 5. GRUB 2 se escribió desde cero y destinado a reemplazar a su predecesor, y ahora es utilizado por la mayoría de las distribuciones de Linux.
Versión 0 (GRUB Legacy)
GRUB 0.x sigue un enfoque de dos etapas. El registro de inicio maestro (MBR) generalmente contiene la etapa 1 de GRUB , o puede contener una implementación de MBR estándar que carga en cadena la etapa 1 de GRUB desde el sector de inicio de la partición activa . Dado el pequeño tamaño de un sector de arranque (512 bytes), la etapa 1 puede hacer poco más que cargar la siguiente etapa de GRUB cargando algunos sectores de disco desde una ubicación fija cerca del inicio del disco (dentro de sus primeros 1024 cilindros).
La etapa 1 puede cargar la etapa 2 directamente, pero normalmente está configurada para cargar la etapa 1.5. , ubicado en los primeros 30 KiB del disco duro inmediatamente después del MBR y antes de la primera partición. En caso de que este espacio no esté disponible (tabla de particiones inusuales, controladores de disco especiales, disco GPT o LVM ), la instalación de la etapa 1.5 fallará. La imagen de la etapa 1.5 contiene controladores del sistema de archivos, lo que le permite cargar directamente la etapa 2 desde cualquier ubicación conocida en el sistema de archivos, por ejemplo, desde /boot/grub
. La etapa 2 cargará el archivo de configuración predeterminado y cualquier otro módulo necesario.
Versión 2 (GRUB 2)
Inicio en sistemas que utilizan firmware BIOS
- Vea la ilustración en la última imagen a la derecha. [9]
boot.img
( etapa 1 ) se escribe en los primeros 440 bytes del Registro de inicio maestro (código de inicio MBR en el sector 0) o, opcionalmente, en un sector de inicio de partición (PBR). Se direccionadiskboot.img
mediante una dirección LBA de 64 bits. El número de sector real está escrito porgrub-install
.diskboot.img
es el primer sector decore.img
con el único propósito de cargar el resto decore.img
números de sector identificados por LBA también escritos porgrub-install
.- En los discos con particiones MBR,
core.img
( etapa 1.5 ) se almacena en los sectores vacíos (si están disponibles) entre el MBR y la primera partición. Los sistemas operativos recientes sugieren una brecha de 1 MiB aquí para la alineación (2047 * 512 bytes o 255 * sectores de 4 KB). Esta brecha solía ser de 62 sectores (31 KiB) como un recordatorio del límite de número de sector de direccionamiento de Cylinder-Head-Sector (C / H / S) utilizado por BIOS antes de 1996, porcore.img
lo tanto, está diseñado para ser menor que 32 KiB. - En discos particionados GPT: las particiones primarias no están limitadas a 4, por lo tanto,
core.img
se escribe en su propia partición de arranque BIOS diminuta (1 MiB) sin sistema de archivos. - etapa 2:
core.img
cargas/boot/grub/i386-pc/normal.mod
desde la partición configurada porgrub-install
. Si el índice de la partición ha cambiado, GRUB no podrá encontrar elnormal.mod
y presenta al usuario el indicador de GRUB Rescue. - Dependiendo de cómo se instaló GRUB2,
/boot/grub/
está en la partición raíz de la distribución de Linux o en la partición / boot separada . - después de normal.mod cargado:
normal.mod
analiza/boot/grub/grub.cfg
, opcionalmente carga módulos (por ejemplo, para la interfaz gráfica de usuario y soporte del sistema de archivos) y muestra el menú.
Inicio en sistemas que utilizan firmware UEFI
/efi/
(para sistemas UEFI x64 ) se instala como un archivo en la partición del sistema EFI y el firmware lo inicia directamente, sin un/grubx64.efi boot.img
sector 0 en MBR. Este archivo, como stage1 y stage1.5./boot/grub/
se puede instalar en la partición del sistema EFI o en la partición separada / boot .- Para los sistemas UEFI x64, stage2 son el
/boot/grub/x86_64-efi/normal.mod
archivo y otros/boot/grub/
archivos.
Después de la puesta en marcha
GRUB presenta un menú donde el usuario puede elegir entre los sistemas operativos (SO) encontrados por grub-install. GRUB se puede configurar para cargar automáticamente un sistema operativo específico después de un tiempo de espera definido por el usuario. Si el tiempo de espera se establece en cero segundos, mantener presionado ⇧ Shiftmientras se inicia la computadora permite acceder al menú de inicio. [10]
En el menú de selección del sistema operativo, GRUB acepta un par de comandos:
- Al presionar e, es posible editar los parámetros del kernel del elemento de menú seleccionado antes de que se inicie el sistema operativo . La razón para hacer esto en GRUB (es decir, no editar los parámetros en un sistema ya iniciado) puede ser un caso de emergencia: el sistema no pudo iniciarse. Usando la línea de parámetros del kernel es posible, entre otras cosas, especificar un módulo para ser desactivado (incluido en la lista negra) para el kernel. Esto podría ser necesario si el módulo del kernel específico está roto y, por lo tanto, evita el arranque. Por ejemplo, para poner en la lista negra el módulo del kernel
nvidia-current
, se podría agregarmodprobe.blacklist=nvidia-current
al final de los parámetros del kernel. - Al presionar c, el usuario ingresa a la línea de comando de GRUB. La línea de comandos de GRUB no es un shell de Linux normal, como por ejemplo , bash , y solo acepta ciertos comandos específicos de GRUB, documentados por varias distribuciones de Linux. [11]
Una vez que se han seleccionado las opciones de arranque, GRUB carga el kernel seleccionado en la memoria y pasa el control al kernel. Alternativamente, GRUB puede pasar el control del proceso de arranque a otro cargador de arranque, usando la carga en cadena . Este es el método utilizado para cargar sistemas operativos que no son compatibles con la especificación de arranque múltiple o que GRUB no admite directamente.
Historia
GRUB fue desarrollado inicialmente por Erich Boleyn como parte del trabajo de arranque del sistema operativo GNU / Hurd , desarrollado por la Free Software Foundation . [12] En 1999, Gordon Matzigkeit y Yoshinori K. Okuji hicieron de GRUB un paquete de software oficial del Proyecto GNU y abrieron el proceso de desarrollo al público. [12] A partir de 2014[actualizar], la mayoría de las distribuciones de Linux han adoptado GNU GRUB 2, así como otros sistemas como la PlayStation 4 de Sony . [13]
Desarrollo
La versión 1 de GRUB (también conocida como "GRUB Legacy") ya no está en desarrollo y se está eliminando gradualmente. [14] Los desarrolladores de GNU GRUB han cambiado su enfoque a GRUB 2, [15] una reescritura completa con objetivos que incluyen hacer GNU GRUB más limpio, más robusto, más portátil y más poderoso. GRUB 2 comenzó con el nombre PUPA . La PUPA contó con el apoyo de la Agencia de Promoción de la Tecnología de la Información (IPA) de Japón. PUPA se integró en el desarrollo de GRUB 2 alrededor de 2002, cuando la versión 0.9x de GRUB pasó a llamarse GRUB Legacy.
Algunos de los objetivos del proyecto GRUB 2 incluyen soporte para plataformas que no son x86 , internacionalización y localización , caracteres que no son ASCII, módulos dinámicos, administración de memoria , un mini-lenguaje de scripting , migración de código específico de la plataforma (x86) a módulos específicos de la plataforma, y un marco orientado a objetos. GNU GRUB versión 2.00 se lanzó oficialmente el 26 de junio de 2012. [16] [17]
Tres de las distribuciones de Linux más utilizadas utilizan GRUB 2 como su principal cargador de arranque. [18] [19] [20] Ubuntu lo adoptó como cargador de arranque predeterminado en su versión 9.10 de octubre de 2009. [21] Fedora siguió su ejemplo con Fedora 16 lanzado en noviembre de 2011. [22] OpenSUSE adoptó GRUB 2 como arranque predeterminado loader con su versión 12.2 de septiembre de 2012. [23] Solaris también adoptó GRUB 2 en la plataforma x86 en la versión Solaris 11.1. [24]
A finales de 2015, se encontró y solucionó rápidamente la vulnerabilidad de presionar la tecla de retroceso 28 veces para omitir la contraseña de inicio de sesión. [25] [26]
Variantes
GNU GRUB es un software gratuito y de código abierto , por lo que se han creado varias variantes. Algunos notables, que no se han fusionado en la línea principal de GRUB:
- OpenSolaris incluye un GRUB Legacy modificado que admite etiquetas de disco BSD , selección automática de kernel de 64 bits y arranque desde ZFS (con compresión y entornos de arranque múltiples). [27] [28]
- Google Summer of Code 2008 tenía un proyecto para admitir el legado de GRUB para arrancar desde particiones con formato ext4 . [29]
- El proyecto Syllable hizo una versión modificada de GRUB para cargar el sistema desde su sistema de archivos AtheOS . [30]
- TrustedGRUB amplía GRUB al implementar la verificación de la integridad del sistema y la seguridad del proceso de arranque, utilizando el Módulo de plataforma segura (TPM). [31]
- Intel BIOS Implementation Test Suite (BITS) proporciona un entorno GRUB para probar BIOS y, en particular, su inicialización de procesadores, hardware y tecnologías Intel. BITS admite secuencias de comandos a través de Python e incluye las API de Python para acceder a varias funciones de bajo nivel de la plataforma de hardware, incluidos ACPI, CPU y registros de chipset, PCI y PCI Express. [32]
- GRUB4DOS era una bifurcación heredada de GRUB ahora desaparecida que mejora la experiencia de instalación en DOS y Microsoft Windows al poner todo, además de la configuración de GRLDR, en un archivo de imagen. Puede cargarse mediante el Administrador de arranque de Windows . [33] [34]
Utilidades
Herramientas de configuración de GRUB
Las herramientas de configuración que utilizan varias distribuciones a menudo incluyen módulos para configurar GRUB. Por ejemplo, YaST2 en distribuciones SUSE Linux y openSUSE y Anaconda en distribuciones Fedora / RHEL . StartUp-Manager y GRUB Customizer son editores de configuración gráfica para distribuciones basadas en Debian. El desarrollo de StartUp-Manager se detuvo el 6 de mayo de 2011 después de que el desarrollador principal citó razones personales para no desarrollar activamente el programa. [35] GRUB Customizer también está disponible para distribuciones basadas en Arch.
Para GRUB 2 hay módulos de control KDE. [36] [37]
GRLDR ICE es una pequeña herramienta para modificar la configuración predeterminada del archivo grldr para GRUB4DOS. [38]
Utilidades de reparación de arranque
Boot-Repair es una sencilla herramienta gráfica para recuperarse de problemas frecuentes relacionados con el arranque con GRUB y el cargador de arranque de Microsoft Windows . Esta aplicación está disponible bajo licencia GNU GPL . Boot-Repair puede reparar GRUB en múltiples distribuciones de Linux, incluidas, entre otras, Debian, Ubuntu, Mint , Fedora, openSUSE y Arch Linux .
Instalador para Windows
Grub2Win es un paquete de software de código abierto de Windows. Permite que GNU GRUB arranque desde un directorio de Windows. El programa de instalación instala GNU GRUB versión 2.04 en una partición NTFS. Luego, se utiliza una aplicación GUI de Windows para personalizar el menú de inicio de GRUB, los temas, el orden de inicio de UEFI, los scripts, etc. Todos los scripts y comandos de GNU GRUB son compatibles con los sistemas UEFI y heredados. Grub2Win puede configurar GRUB para arranque múltiple de Windows, Ubuntu, openSuse, Fedora y muchas otras distribuciones de Linux. Está disponible gratuitamente bajo la licencia GNU GPL en SourceForge .
Administradores de arranque alternativos
La fortaleza de GRUB es la amplia gama de plataformas, sistemas de archivos y sistemas operativos compatibles, lo que lo convierte en la opción predeterminada para distribuciones y sistemas integrados.
Sin embargo, hay administradores de arranque dirigidos al usuario final que brindan una experiencia de usuario más amigable, un selector gráfico de SO y una configuración más simple:
- rEFInd : administrador de arranque gráfico estilo Macintosh, solo para computadoras basadas en UEFI (BIOS no es compatible).
- CloverEFI : gestor de arranque gráfico de estilo Macintosh para ordenadores basados en BIOS y UEFI. Emula UEFI con un DUET muy modificado del proyecto TianoCore. Requiere una partición formateada FAT incluso en sistemas BIOS. Como beneficio, tiene un controlador de sistema de archivos básico en el sector de arranque de la partición, evitando la fragilidad de GRUB 2nd, 3rd stage y el infame indicador de GRUB Rescue. La interfaz de usuario es similar a rEFInd: ambos heredan del administrador de arranque abandonado rEFIt .
Alternativas no gráficas:
- systemd-boot : administrador de arranque ligero, solo UEFI con menú de selección de SO basado en texto.
enlaces externos
Procedimientos y solución de problemas
Los wikis de distribución tienen muchas soluciones para problemas comunes y configuraciones personalizadas que pueden ayudarlo a:
- Arch Linux / GRUB
- Ubuntu / Grub2 (ver también enlaces en la parte inferior)
- Fedora / GRUB_2
- Gentoo / GRUB2
- Tutorial del tema Grub2
Documentación
- Manual de GRUB : documentación más detallada, incluidos todos los comandos
- Página web oficial
- Wiki de GRUB archivado en 2010
Artículos introductorios
- Arranque con GRUB , un artículo de abril de 2001 en Linux Journal
Tecnicismos
- Arranque de Linux en x86 usando Grub2 - artículo detallado
- Interfaz de firmware extensible unificada (firmware UEFI, común desde 2012)
- Tabla de particiones GUID (GPT): maneja discos duros de más de 2 TiB y más de 4 particiones
- Registro de arranque maestro utilizado con el firmware del BIOS (placas base aproximadamente antes de 2012)
- Especificación de arranque del BIOS versión 1.01 (11 de enero de 1996) : difícil de encontrar
Ver también
- SysLinux (IsoLinux) : cargador de arranque de uso común en CD, DVD
- BOOTMGR : cargador de arranque de Windows actual
- NTLDR : cargador de arranque de Windows anterior, utilizado antes de Windows Vista
- rEFInd : cargador de arranque alternativo para equipos basados en UEFI
- Comparación de cargadores de arranque
Referencias
- ^ https://alpha.gnu.org/gnu/grub/
- ^ Kiper, Daniel (4 de julio de 2019). "Versión GRUB 2.04" . grub-devel (lista de correo) . Consultado el 5 de julio de 2019 .
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