enllaç=https://en.wikipedia.org/wiki/File:Flow-diagram-computer-booting-sequences.svg|miniatura|Biagrama de fluxe d'una arrencada En informàtica, l'arrencada o seqüència d'arrencada (en anglès : bootstrapping, boot o booting) és el procés que inicia el carregador que és un programa executat pel BIOS quan s'encén un ordinador. S'encarrega de la inicialització del sistema operatiu i dels dispositius.
A més a més de carregar un sistema operatiu o una utilitat independent, el procés d'inici també pot carregar un programa de bolcat d'emmagatzematge per diagnosticar problemes en un sistema operatiu.
Boot és l'abreviatura de bootstrap o bootstrap load i deriva de la frase en anglès de bootstraps (trad. aixecar-se per mitjans propis ). L'ús crida l'atenció sobre el requisit que, si la majoria dels programes es carreguen en un ordinador mitjançant un altre programa que ja s'està executant a l'ordinador, ha d'existir algun mecanisme per carregar el programa inicial de la màquina. Els primers ordinadors usaven una varietat de mètodes ad hoc per tal de carregar un petit programa a la memòria per resoldre aquest problema. La invenció de la memòria de només lectura (ROM) de diversos tipus va resoldre aquesta paradoxa en permetre que els ordinadors es venien amb un programa inicial que no es podia esborrar. El creixement de la capacitat de la ROM ha permès implementar procediments d'arrencada cada cop més elaborats.
Carregador d'arrencada miniatura|Passos conceptuals per a l'arracada. miniatura|Fase posterior al del POST d'un PC basat en microprograma BIOS. Un carregador d'arrencada (en anglès: bootloader) és un programa senzill (que no té la totalitat de les funcionalitats d'un sistema operatiu ) dissenyat exclusivament per preparar tot el que necessita el sistema operatiu per funcionar. Normalment s'utilitzen els carregadors d'arrencada multietapes, en què diversos programes petits se sumen els uns als altres, fins que el darrer carrega el sistema operatiu.
Als ordinadors moderns (després de 1975), el procés d'arrencada comença amb la CPU executant els programes continguts a la memòria ROM en una adreça predefinida (es configura la CPU per executar aquest programa, sense ajuda externa, en encendre l'ordinador).
Carregador d'arrencada de segona etapa miniatura|Plymouth desplegant una animació a Fedora. Aquest programa conté funcionalitats rudimentàries per cercar unitats que es puguin seleccionar per participar a l'arrencada, i carregar un petit programa des d'una secció especial de la unitat més prometedora. El petit programa no és, en si mateix, un sistema operatiu sinó, simplement, un carregador d'arrencada de segon nivell, com Lilo o Grub, que és capaç de carregar el sistema operatiu pròpiament dit i, finalment, transferir-li el control. El sistema s'autoiniciarà i pot carregar els controladors de dispositius i altres programes que són necessaris per al funcionament normal del sistema operatiu.
El procés d'arrencada es considera complet quan l'ordinador està preparat per contestar els requeriments de l'exterior. El típic ordinador modern arrenca en, aproximadament, un minut (del qual, 15 segons són emprats pels carregadors d'arrencada preliminars i, la resta, pel carregador del sistema operatiu), mentre que els grans servidors poden necessitar diversos minuts per arrencar i començar tots els serveis; per assegurar una alta disponibilitat, ofereixen uns serveis abans que altres.
La majoria dels sistemes encastats han d'arrencar gairebé instantàniament, per exemple, esperar un minut per poder veure la televisió es considera inacceptable. Per això, tenen el sistema operatiu a la ROM o memòria flaix, gràcies al que poden ser executats de forma gairebé instantània.
Bootsplash & Splashy En el Linux, durant el procés d'arrencada es mostra per pantalla la seqüència de mòduls i altres components del sistema operatiu en mode text. Per defecte es mostra així, però un pegat anomenat splashy, (substitut de bootsplash ) permet ocultar aquestes línies de text (amb l'opció "quiet" i "splash" a les línies d'arrencada), oferint al seu lloc una imatge més amigable, amb una barra de progrés. No obstant això es pot canviar al mode " verbose " (detallat) prement la tecla F2, cosa que ens mostrarà de nou els missatges propis del procés d'arrencada. També dota la consola del Linux d'un fons totalment configurable.
Tot això és possible gràcies al framebuffer, que ens possibilita les consoles a resolucions i profunditats de color altes.
Ordinadors personals (PC) Dispositius d'arrencada miniatura|Unitat flash d'arrencada Windows To Go, un Live USB d'exemple miniatura|Fase de càrrega de GNU/Linux ( Knoppix ). El dispositiu d'arrencada és el dispositiu des del qual es carrega el sistema operatiu. El microprograma UEFI o BIOS d'un PC modern admet l'arrencada des de diversos dispositius, generalment una unitat d'estat sòlid o unitat de disc dur a través de la GPT o Master Boot Record (MBR) en aquesta unitat o disc, una unitat de disc òptic (usant El Torito ), un dispositiu d'emmagatzematge massiu USB ( unitat flaix, disc dur USB unitat de disc, unitat de disc òptic USB, etc.), o una targeta dinterfície de xarxa (usant PXE ). Els dispositius d'arrencada BIOS més antics i menys comuns inclouen disquets, Zip drives i LS-120.
Normalment, el microprograma del sistema (UEFI o BIOS) permetrà a l'usuari configurar un "ordre d'arrencada". Si l'ordre d'arrencada s'estableix a "primer, la unitat de DVD; segon, la unitat de disc dur", llavors el microprograma intentarà arrencar des de la unitat de DVD i, si això falla (per exemple, perquè no hi ha DVD a la unitat), intentarà arrencar des de la unitat de disc dur local.
Per exemple, en un PC amb Windows instal·lat al disc dur, l'usuari podria establir l'ordre d'inici en què es va indicar anteriorment i després inserir un Linux Live CD per provar Linux sense haver d'instal·lar un sistema operatiu al disc dur. Aquest és un exemple d'arrencada dual, en què l'usuari tria quin sistema operatiu iniciar després que l'ordinador hagi realitzat la seva autocomprovació d'encesa (POST). En aquest exemple d'arrencada dual, l'usuari tria inserir o treure el DVD de l'ordinador, però és més comú triar quin sistema operatiu arrencar seleccionant des d'un menú carregador d'arrencada al dispositiu seleccionat, usant el teclat de l'ordinador per seleccionar des d'un menú d'arrencada BIOS o UEFI, o tots dos; el menú d'inici generalment s'ingressa prement les tecles o durant el POST; la Configuració del BIOS generalment s'ingressa prement les tecles o durant la seqüència POST.
Hi ha diversos dispositius disponibles que permeten a l'usuari "arrencar ràpidament" en allò que sol ser una variant de Linux per a diverses tasques senzilles com l'accés a Internet; alguns exemples són Splashtop i Latitude ON.
Seqüència d'arrencada miniatura|Un abocament hexadecimal del MBR boot0 de FreeBSD
En iniciar-se, la CPU x86 d'un ordinador personal compatible amb IBM, executa en mode real, la instrucció ubicada en vector de reinici (la direcció de memòria física en 16-processadors bit x86 i en processadors x86 de 32 i 64 bits UEFI o BIOS ) dins de la ROM. Aquesta ubicació de memòria normalment conté una instrucció de salt que transfereix l'execució a la ubicació del programa d'inici del microprograma ( UEFI o BIOS ). Aquest programa executa una autoprova d'encesa (POST) per comprovar i inicialitzar els dispositius necessaris, com ara la memòria principal ( DRAM ), el bus PCI i els dispositius PCI (inclòs el funcionament integrat ROM opcional ). Un dels passos més complicats és configurar DRAM sobre SPD, cosa que es complica encara més pel fet que en aquest punt la memòria és molt limitada.
Després d'inicialitzar l'ordinador, el microprograma ( UEFI o BIOS ) passa per una llista preconfigurada de dispositius d'emmagatzematge no volàtil ("seqüència d'arrencada de dispositiu") fins que en trobeu un que sigui d'arrencada. Un dispositiu MBR d'arrencada es defineix com un que es pot llegir i on els dos últims bytes del primer sector contenen la paraula little-endian , trobada com a seqüència de bytes , en el disc (també coneguda com Signatura d'arrencada MBR ), o on s'estableixi d'un altre codi en el model 8.
Quan el BIOS ha trobat un dispositiu d'arrencada, carrega el sector d'arrencada en l'adreça lineal (normalment segment : offset : , però alguns BIOS usen erròniament : ) i transfereixen l'execució al codi d'arrencada. En cas d'un disc dur, això s'anomena Master Boot Record (MBR). El codi MBR convencional comprova la taula de particions de l'MBR per cercar una partició configurada com a "arrencable". (el que té l'indicador actiu establert). Si hi ha una partició activa, el codi MBR carrega el codi sector d'arrencada d'aquesta partició, conegut com a Registre d'arrencada de volum (VBR), i l'executa. El codi inicial MBR sol ser específic del sistema operatiu.
El codi d'arrencada és el carregador d'arrencada de primera etapa. Es troba en discs fixos i unitats extraïbles, i ha de cabre en els primers 446 bytes del Master Boot Record per deixar espai per a la taula de partició predeterminada de 64 bytes amb quatre entrades de partició i la signatura d'arrencada de dos bytes, que requereix el BIOS per a un carregador d'arrencada adequat (o fins i tot menys, quan característiques addicionals) 16 bytes cadascuna), una signatura de disc (6 bytes), una marca de temps de disc (6 bytes), una Partició activa avançada (18 bytes) o carregadors multi-boot també han de ser compatibles en alguns entorns. En floppy i superfloppy Volume Boot Records, fins a 59 bytes estan ocupats per al Bloc de paràmetres de BIOS estès en els volums FAT12 i FAT16 des de DOS 4.0, mentre que el FAT32 EBPB introduït amb DOS 7.1 requereix fins i tot 87 bytes de deixar-me sol 4 mida de sector de 512 bytes. Per tant, els sectors d'arrencada de Microsoft tradicionalment imposaven certes restriccions en el procés d'arrencada, per exemple, l'arxiu d'arrencada havia d'ubicar-se en una posició fixa al directori arrel del sistema d'arxius i emmagatzemar-se com a sectors consecutius, (xix+1570 pages; 26 cm) (NB. This edition was published in 1988 after extensive rework of the withdrawn 1986 first edition by a different team of authors: «The MS-DOS Encyclopedia (1988)». PCjs Machines. Archivado desde el original el 14 de octubre de 2018. ) (xxvi+738+iv pages, 3.5"-floppy ) Errata: condicions ateses pel comandament SYS i. Després, el carregador d'arrencada va poder carregar els primers tres sectors de l'arxiu a la memòria, que va resultar contenir un altre carregador d'arrencada integrat capaç de carregar la resta del fitxer a la memòria. Quan Microsoft va afegir LBA i compatibilitat amb FAT32, fins i tot van canviar a un carregador d'arrencada que arribava a "dos" sectors físics i usava instruccions 386 per raons de grandària. Alhora, altres proveïdors van aconseguir incloure molta més funcionalitat en un sol sector d'arrencada sense relaxar les restriccions originals de només una memòria disponible mínima (32 KB) i suport de processador (8088/8086). Per exemple, els sectors d'arrencada de DR-DOS poden localitzar el fitxer d'arrencada al sistema de fitxers FAT12, FAT16 i FAT32 i carregar-lo a la memòria com un tot a través de CHS o LBA, fins i tot si el fitxer no està emmagatzemat en una ubicació fixa i en sectors consecutius. (NB. The source attributes this to the SYS utility while in fact this is a feature of the advanced bootstrap loader in the boot sector. SYS just plants this sector onto the disk.)
El VBR sol ser específic del sistema operatiu; no obstant això, la seva funció principal és carregar i executar el fitxer del carregador d'arrencada del sistema operatiu (com ara bootmgr o ntldr ), que és el carregador d'arrencada de segona etapa, des d'una partició activa. Després, el carregador carrega el nucli del sistema operatiu des del dispositiu d'emmagatzematge.