Articulo de referencia

GNU GRUB

{{cite web\n |url=http://www.ohloh.net/p/grub\n |title=Ohloh Analysis Summary – GNU GRUB\n |publisher=[[Ohloh]]\n |access-date=May 12, 2010\n |archive-date=February 4, 2009\n |a...

GNU GRUB (abreviatura de GNU GRand Unified Bootloader , comúnmente conocido como GRUB ) es un paquete de gestor de arranque del Proyecto GNU . GRUB es la implementación de referencia de la Especificación Multiboot de la Free Software Foundation , que permite al usuario elegir entre varios sistemas operativos instalados en un ordenador configurado para arranque múltiple o seleccionar una configuración de kernel específica disponible en las particiones de un sistema operativo concreto.

GNU GRUB se desarrolló a partir de un paquete llamado Grand Unified Bootloader (un juego de palabras con Grand Unified Theory [ 5 ] ). Se utiliza principalmente en sistemas tipo Unix .

Operación

GRUB2 en un disco duro particionado con MBR ; la etapa 1 ( boot.img) también se puede escribir en uno de los sectores de arranque de la partición .
GRUB2 en un disco duro particionado con GPT , arranque desde el firmware de la BIOS o en modo de compatibilidad UEFI (CSM).

Arranque

Cuando se enciende un ordenador compatible con IBM PC con BIOS , el BIOS encuentra el dispositivo de arranque principal (normalmente el disco duro del ordenador) y ejecuta el programa de arranque inicial desde el registro de arranque maestro (MBR). El MBR es el primer sector del disco duro. Este programa de arranque debe ser pequeño porque tiene que caber en un solo sector. Durante mucho tiempo, el tamaño de un sector ha sido de 512  bytes. Desde 2009 hay discos duros disponibles con un tamaño de sector de 4096  bytes, llamados discos de formato avanzado , pero a partir de octubre de 2013 ,Dichos discos duros todavía se acceden en sectores de 512 bytes, utilizando la emulación 512e . [ 6 ] La tabla de particiones MBR heredada admite un máximo de cuatro particiones y ocupa 64  bytes en total. 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 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 complejos y múltiples , selección de opciones de arranque mediante menú, etc. Por lo tanto, los cargadores de arranque con huellas más grandes se dividen en partes, donde la parte más pequeña cabe en el MBR, mientras que una o más partes más grandes se almacenan en otras ubicaciones, como sectores vacíos entre el MBR y la primera partición. El código en el MBR entonces hace poco más que iniciar la segunda parte.

La función de las partes restantes del cargador de arranque es iniciar el sistema operativo configurándolo y ejecutando el núcleo . En la mayoría de los casos, los núcleos se almacenan como archivos en sistemas de archivos apropiados, pero el concepto de sistema de archivos es desconocido para la BIOS . Por lo tanto, en los sistemas basados ​​en BIOS, la función del cargador de arranque es acceder al contenido de esos archivos para cargarlos en la RAM y ejecutarlos.

Un posible enfoque para los cargadores de arranque consiste en cargar las imágenes del kernel accediendo directamente a los sectores del disco duro sin comprender el sistema de archivos subyacente. Normalmente, se requiere un nivel adicional de indirección , en forma de mapas o archivos de mapa : archivos auxiliares que contienen una lista de los sectores físicos ocupados por las imágenes del kernel. Estos 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 en el código MBR del cargador de arranque para que el mecanismo de indirección de sectores siga funcionando. Esto no solo es engorroso, sino que también deja el sistema expuesto a reparaciones manuales en caso de que algo falle durante las actualizaciones del sistema. [ 8 ]

Otro enfoque consiste en hacer que el cargador de arranque conozca los sistemas de archivos subyacentes, de modo que las imágenes del kernel se configuren y accedan utilizando sus rutas de archivo reales . Esto requiere que el cargador de arranque contenga un controlador para cada uno de los sistemas de archivos compatibles, para que el propio cargador de arranque pueda comprenderlos y acceder a ellos. Este enfoque elimina la necesidad de codificar las ubicaciones de los sectores del disco duro y la existencia de archivos de mapa, y no requiere actualizaciones del MBR después de agregar o mover imágenes del kernel. La configuración del cargador de arranque se almacena en un archivo regular, al que también se accede de forma que conozca el sistema de archivos para obtener las configuraciones de arranque antes del arranque real de cualquier imagen del kernel. Por lo tanto, hay menos probabilidades de que algo falle durante las actualizaciones del sistema. Como desventaja, estos cargadores de arranque son más grandes y complejos. [ 8 ]

GNU GRUB utiliza el segundo enfoque, al comprender los sistemas de archivos subyacentes. El propio cargador de arranque se divide en varias etapas para que se ajuste al esquema de arranque MBR.

Existen dos versiones principales de GRUB de uso común: GRUB versión 0, denominada GRUB legacy, que solo se encuentra en versiones antiguas de distribuciones de Linux. GRUB 2 se desarrolló desde cero con el objetivo de reemplazar a su predecesor, y actualmente es utilizado por la mayoría de las distribuciones de Linux.

Versión 0 (GRUB Legacy)

Menú GRUB Legacy (que se ejecuta como parte de la instalación de Ubuntu 9.04)

GRUB 0.x sigue un enfoque de dos etapas. El registro de arranque maestro (MBR) normalmente contiene la etapa 1 de GRUB, o puede contener una implementación estándar de MBR que carga en cadena la etapa 1 de GRUB desde el sector de arranque 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 , ubicada 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 inusual, 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 entonces el archivo de configuración predeterminado y cualquier otro módulo necesario.

Versión 2 (GRUB 2)

GRUB 2: Visualización del particionamiento MBR frente a GPT y la secuencia de arranque (sistemas que utilizan firmware BIOS).

Arranque en sistemas que utilizan firmware BIOS

  • Véase la ilustración en la última imagen de la derecha. [ 9 ]
  • boot.img( etapa 1 ) se escribe en los primeros 440  bytes del Registro de Arranque Maestro (código de arranque MBR en el sector 0), o opcionalmente en un sector de arranque de partición (PBR). Se direcciona mediante una dirección LBAdiskboot.img de 64 bits . El número de sector real se escribe mediante . es el primer sector de con el único propósito de cargar el resto de identificado por números de sector LBA también escritos por . grub-installdiskboot.imgcore.imgcore.imggrub-install
    • En discos particionados con MBR, core.imgla etapa 1.5 se almacena en los sectores vacíos (si los hay) entre el MBR y la primera partición. Los sistemas operativos recientes sugieren un espacio de 1 MiB para la alineación (2047 sectores de 512 bytes, o 255 sectores de 4 KiB). Este espacio solía ser de 62 sectores (31 KiB) como recordatorio del límite de número de sectores del direccionamiento Cilindro-Cabezal-Sector (C/H/S) utilizado por la BIOS antes de 1996; por lo tanto, core.imgestá diseñado para ser menor de 32 KiB.
    • En discos con partición GPT, core.imgse escribe en su propia partición, que debe estar marcada como "BIOS_grub", no debe estar formateada y puede tener un tamaño tan pequeño como 1 MiB.
  • etapa 2:core.img carga /boot/grub/i386-pc/normal.moddesde la partición configurada por grub-install. Si el índice de partición ha cambiado, GRUB no podrá encontrar el normal.mod, y le mostrará al usuario el indicador de GRUB Rescue.
  • Dependiendo de cómo se haya instalado GRUB2, se /boot/grub/encuentra en la partición raíz de la distribución de Linux o en la partición separada /boot .
  • Después de que se carga normal.mod:normal.mod analiza /boot/grub/grub.cfg, opcionalmente carga módulos (por ejemplo, para la interfaz gráfica de usuario y la compatibilidad con el sistema de archivos) y muestra el menú.

Arranque en sistemas que utilizan firmware UEFI

  • /efi/<distro>/grubx64.efi(para sistemas UEFI x64 ) se instala como un archivo en la partición del sistema EFI y se inicia directamente mediante el firmware, sin un boot.imgen el sector 0 del MBR. Este archivo es como stage1 y stage1.5.
  • /boot/grub/Se puede instalar en la partición del sistema EFI o en la partición /boot independiente , entre otras.
  • Para sistemas UEFI x64, stage2 son el /boot/grub/x86_64-efi/normal.modarchivo y otros /boot/grub/archivos.

Después del inicio

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 SO específico después de un tiempo de espera definido por el usuario. Si el tiempo de espera se establece en cero segundos, al mantener pulsada la tecla ⇧ Shift, o en algunas versiones modernas de GRUB cargadas mediante UEFI, al pulsar rápidamente mientras el ordenador arranca se puede acceder al menú de arranque. [ 10 ]Esc

En el menú de selección del sistema operativo, GRUB acepta un par de comandos:

  • Al pulsar , es posible editar los parámetros del kernel del elemento de menú seleccionado antes de que se inicie el sistema operativo . El motivo para hacer esto en GRUB (es decir, no editar los parámetros en un sistema ya iniciado) puede ser un caso de emergencia: el sistema ha fallado al arrancar. Usando la línea de parámetros del kernel es posible, entre otras cosas, especificar un módulo para deshabilitar (en la lista negra) para el kernel. Esto podría ser necesario si el módulo del kernel específico está dañado y, por lo tanto, impide el arranque. Por ejemplo, para en la lista negra el módulo del kernel , se podría agregar al final de los parámetros del kernel.envidia-currentmodprobe.blacklist=nvidia-current
  • Al pulsar , el usuario accede a la línea de comandos de GRUB. La línea de comandos de GRUB se asemeja a GNU Bash, pero solo implementa un subconjunto de las funciones de edición de línea y los comandos específicos de GRUB. [ 11 ]c

Una vez seleccionadas las opciones de arranque, GRUB carga el núcleo elegido en la memoria y le transfiere el control. Alternativamente, GRUB puede transferir el control del proceso de arranque a otro gestor de arranque mediante la carga en cadena . Este método se utiliza para cargar sistemas operativos que no son compatibles con la especificación Multiboot o que no son compatibles directamente con GRUB.

Identificación de particiones (solución alternativa con UUID)

Un ordenador puede tener varios discos duros conectados. Estos se pueden identificar mediante su puerto SATA. Cada vez que el ordenador arranca , al disco duro conectado a un puerto específico de la placa base se le puede asignar el mismo identificador, por ejemplo hd0, hd1, …. Pero, ¿qué ocurre si no se puede garantizar dicha consistencia? ¿Qué ocurre si la configuración de discos duros conectados cambia de un arranque a otro? ¿Qué ocurre si un disco duro se conecta a otro ordenador?

Al acceder lsa la consola de rescate GRUB (disponible tras la carga core.img) o a la consola GRUB (disponible tras la carga normal.mod), se puede obtener una lista de todos los discos duros y particiones disponibles. Por ejemplo, ls (hd0,5)/se mostrarán números que se pueden asignar a discos duros y particiones reales.

Dado que no se puede garantizar que la hd0"numeración de discos duros mediante números de dispositivo sea consistente, GNU GRUB puede utilizar un identificador único universal (UUID) para identificar particiones (en realidad, instancias del sistema de archivos).

Los sistemas de archivos ext2, ext3, ext4 y xfs utilizan un UUID para identificar de forma única cada instancia. El UUID se crea al formatear una partición. Forma parte del sistema de archivos y se escribe en el superbloque . Todas las operaciones, excepto el formateo, deben dejar el UUID inalterado. Es posible cambiar o duplicar el UUID clonando una partición completa con el comando dd .

El archivo grub.cfgse utiliza para configurar GRUB. Contiene comandos que se ejecutarán durante cada inicio. Si no existe un archivo válido grub.cfg, GRUB mostrará un indicador de comandos.

Un mínimo absoluto grub.cfgpodría contener solo los dos comandos siguientes (véase ramdisk inicial ):

linux (hd0,1)/kernel/vmlinuz-3.20.1-4 ro # utiliza el archivo llamado "vmlinuz-…" ubicado en el directorio /kernel en la primera partición del primer disco duro como imagen del kernel de Linux initrd (hd0,1)/boot/initrd.img-3.20.1-4 # utiliza el archivo llamado "initrd.img–…" ubicado en el directorio /boot en la primera partición del primer disco duro como ramdisk inicial 

Un menú más elaborado grub.cfgdescribirá el menú que se presentará, utilizará varios colores y puede especificar una imagen de fondo.

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 convirtieron a GRUB en un paquete de software oficial del Proyecto GNU y abrieron el proceso de desarrollo al público. [ 12 ] Para 2014, la mayoría de las distribuciones de Linux habían adoptado GNU GRUB  2.

Desarrollo

GRUB versión 0 (también conocida como "GRUB Legacy") ya no está en desarrollo y se está eliminando gradualmente. [ 13 ] Los desarrolladores de GNU GRUB han cambiado su enfoque a GRUB  2, [ 14 ] una reescritura completa con objetivos que incluyen hacer que GNU GRUB sea más limpio, más robusto, más portátil y más potente. GRUB  2 comenzó bajo el nombre PUPA . PUPA fue apoyado por la Agencia de Promoción de Tecnologías de la Información (IPA) en Japón. PUPA se integró en el desarrollo de GRUB  2 alrededor de 2002, cuando GRUB versión 0.9x 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 no ASCII, módulos dinámicos, gestión de memoria , un minilenguaje de scripting , migración de código específico de la plataforma (x86) a módulos específicos de la plataforma y un marco orientado a objetos. La versión 2.00 de GNU GRUB se lanzó oficialmente el 26 de junio de 2012. [ 15 ] [ 16 ]

Tres de las distribuciones de Linux más utilizadas usan GRUB  2 como su cargador de arranque principal. [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] Ubuntu lo adoptó como cargador de arranque predeterminado en su versión 9.10 de octubre de 2009. [ 20 ] Fedora siguió el ejemplo con Fedora 16 lanzado en noviembre de 2011. [ 21 ] OpenSUSE adoptó GRUB  2 como cargador de arranque predeterminado con su lanzamiento 12.2 de septiembre de 2012. [ 22 ] Solaris también adoptó GRUB 2 en la plataforma x86 en el  lanzamiento Solaris 11.1. [ 23 ] Buildroot también usa GNU GRUB para objetivos x86 y x86_64 .

A finales de 2015, se descubrió y se solucionó rápidamente la vulnerabilidad que permitía omitir la contraseña de inicio de sesión pulsando la tecla de retroceso 28 veces. [ 24 ] [ 25 ]

En marzo de 2026, el desarrollo se trasladó a freedesktop.org . [ 26 ] [ 27 ]

Variantes

GNU GRUB es software libre , por lo que se han creado varias variantes. Algunas de las más destacadas, que no se han integrado en la rama principal de GRUB:

  • OpenSolaris incluye una versión modificada de GRUB Legacy que admite particiones VTOC de Solaris, selección automática de kernel de 64 bits y arranque desde ZFS (con compresión y múltiples entornos de arranque). [ 28 ] [ 29 ]
  • Google Summer of Code 2008 tuvo un proyecto para dar soporte a GRUB legacy para arrancar desde particiones formateadas en ext4 . [ 30 ]
  • El proyecto Syllable creó una versión modificada de GRUB para cargar el sistema desde su sistema de archivos AtheOS . [ 31 ]
  • TrustedGRUB extiende GRUB implementando la verificación de la integridad del sistema y la seguridad del proceso de arranque, utilizando el Módulo de plataforma segura (TPM). [ 32 ]
  • El 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 scripts mediante Python e incluye API de Python para acceder a diversas funcionalidades de bajo nivel de la plataforma de hardware, como ACPI, registros de CPU y chipset, PCI y PCI Express. [ 33 ]
  • GRUB4DOS es una bifurcación heredada de GRUB que mejora la experiencia de instalación en DOS y Microsoft Windows al colocar todo, excepto la configuración GRLDR, en un solo archivo de imagen. Se puede cargar directamente desde DOS, o mediante NTLDR o el Administrador de arranque de Windows . [ 34 ] [ 35 ] GRUB4DOS está en desarrollo activo y a partir de 2021Admite UEFI. [ 36 ]

Servicios públicos

Herramientas de configuración de GRUB

StartUp-Manager, un programa utilizado para configurar GRUB

Las herramientas de configuración utilizadas por diversas distribuciones suelen incluir módulos para configurar GRUB. Por ejemplo, YaST2 en las distribuciones SUSE Linux y openSUSE , y Anaconda en las 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 alegara motivos personales para no continuar con el desarrollo del programa. [ 37 ] GRUB Customizer también está disponible para distribuciones basadas en Arch.

Para GRUB  2 existen módulos de control KDE. [ 38 ] [ 39 ]

GRLDR ICE es una pequeña herramienta para modificar la configuración predeterminada del archivo grldr para GRUB4DOS. [ 40 ]

Utilidades de reparación de arranque

Boot-Repair es una sencilla herramienta gráfica para solucionar problemas frecuentes de arranque relacionados con GRUB y el gestor de arranque de Microsoft Windows . Esta aplicación está disponible bajo la licencia GNU GPL . Boot-Repair puede reparar GRUB en varias distribuciones de Linux, incluyendo, entre otras, Debian, Ubuntu, Mint , Fedora, openSUSE y Arch Linux .

Personalizador de GRUB

Instalador para Windows

Grub2Win es un paquete de software de código abierto para Windows. Permite arrancar GNU GRUB desde un directorio de Windows. El programa de instalación instala GNU GRUB versión 2.12 en una partición NTFS. Posteriormente, se utiliza una aplicación con interfaz gráfica de usuario (GUI) para Windows para personalizar el menú de arranque de GRUB, los temas, el orden de arranque UEFI, los scripts, etc. Todos los scripts y comandos de GNU GRUB son compatibles tanto con sistemas UEFI como con sistemas heredados. Grub2Win puede configurar GRUB para el arranque múltiple de Windows, Ubuntu, openSUSE, Fedora y muchas otras distribuciones de Linux. Está disponible gratuitamente bajo la licencia GNU GPL en SourceForge .

Gestores de botas alternativos

La principal ventaja de GRUB reside en la amplia gama de plataformas, sistemas de archivos y sistemas operativos compatibles, lo que lo convierte en la opción predeterminada para distribuciones y sistemas embebidos.

Sin embargo, existen gestores de arranque dirigidos al usuario final que ofrecen una experiencia de usuario más amigable, un selector gráfico del sistema operativo y una configuración más sencilla:

  • rEFInd : gestor de arranque gráfico al estilo Macintosh, solo para ordenadores con UEFI (BIOS no compatible).
  • CloverEFI : gestor de arranque gráfico estilo Macintosh para ordenadores con BIOS y UEFI. Emula UEFI con una versión muy modificada de DUET del proyecto TianoCore y requiere una partición formateada en FAT incluso en sistemas BIOS. Como ventaja, incluye un controlador de sistema de archivos básico en el sector de arranque de la partición, evitando la fragilidad de una segunda o tercera etapa y el infame mensaje de GRUB Rescue. La interfaz de usuario es similar a la de rEFInd: ambos heredan del gestor de arranque abandonado rEFIt .

Alternativas no gráficas:

  • systemd-boot : un gestor de arranque ligero, solo para UEFI , con un menú de selección de sistema operativo basado en texto.

Véase también

Notas

  1. GPL-3.0 o posterior desde el 21 de julio de 2007 [ 3 ]
  2. GPL-2.0 o posterior desde 1999 hasta el 2 de julio de 2007

Referencias

  1. Daniel Kiper. "GRUB 2.14 lanzado" . Consultado el 15 de enero de 2026 .
  2. "Resumen del análisis de Ohloh – GNU GRUB" . Ohloh . Archivado del original el 4 de febrero de 2009. Consultado el 12 de mayo de 2010 .
  3. "Migrar a la Licencia Pública General GNU versión 3" . 21 de julio de 2007. Archivado del original el 27 de octubre de 2021. Recuperado el 27 de octubre de 2021 .
  4. "Licencia GNU GRUB" .{{cite web}}: CS1 maint: servicio de archivado obsoleto ( enlace )
  5. "GRUB (GRand Unified Bootloader)". SearchEnterpriseLinux.TechTarget.com . Archivado del original el 3 de diciembre de 2010.
  6. Smith, Ryan (18 de diciembre de 2009). "Formato avanzado de Western Digital: Comienza la transición al sector 4K" . AnandTech . Archivado del original el 12 de marzo de 2012.
  7. "mbldr (Master Boot LoaDeR)" . mbldr.sourceforge.net . 2009. Archivado del original el 16 de marzo de 2013. Recuperado el 10 de octubre de 2013 .
  8. 1 2 "Arranque y gestores de arranque" . SUSE. Archivado del original el 17 de septiembre de 2013. Recuperado el 10 de octubre de 2013 .
  9. "Manual de GNU GRUB 2.04" . www.gnu.org . Archivado del original el 3 de abril de 2018. Consultado el 10 de noviembre de 2020 .
  10. Hoffman, Chris (22 de septiembre de 2014). "Cómo configurar los ajustes del cargador de arranque GRUB2" . HowToGeek.com . Archivado del original el 28 de abril de 2015. Consultado el 25 de abril de 2015 .
  11. "Documentación de GNU GRUB" . Archivado del original el 18 de abril de 2014. Consultado el 16 de abril de 2014 .
  12. 1 2 "Manual de GRUB – 1.2 Historia de Grub" . Gnu.org . 23 de junio de 2012. Archivado del original el 16 de abril de 2014. Recuperado el 1 de diciembre de 2012 .
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  37. "StartUp-Manager ha muerto: StartUp-Manager" . Launchpad.net . 6 de mayo de 2011. Archivado del original el 1 de agosto de 2020. Consultado el 9 de abril de 2017 .
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  40. "Tutorial de Grub4dos" . Narod.ru . Archivado del original el 3 de mayo de 2015. Consultado el 25 de abril de 2015 .
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Tutoriales y solución de problemas

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Documentación

  • Manual de GRUB : la documentación más detallada, que incluye todos los comandos.

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