12.2. El problema que representa arrancar el sistema

El encender una computadora e iniciar el sistema operativo, trae consigo un dilema interesante. Por definición, la computadora no sabe hacer nada, hasta que el sistema operativo ha sido cargado. Esto incluye la ejecución de programas desde el disco duro. Así que este es el dilema; si la computadora no sabe hacer nada hasta que se cargue el sistema operativo, y el sistema operativo es un conjunto de programas que residen en el disco duro, ¿Cómo es que arranca el sistema operativo?

Este problema se asemeja a un problema del libro Las Aventuras del Barón Munchausen. Donde un personaje ha caido parcialmente en un hoyo, y ha podido salir al tomarse de las cintas de sus botas y jalarse hacia fuera. En los años mozos de la computación, el término utilizado para hablar sobre el proceso de carga del sistema operativo era mecanismo de arranque (bootstrap), que por efectos de simplificación ahora conocemos como “arranque” (booting).

En equipos con arquitectura x86, el Sistema Básico de Entrada/Salida (BIOS) es el responsable de cargar el sistema operativo. Para hacer esto, el BIOS busca en el disco duro el Registro Maestro de Arranque (RMA) (N de T. Conocido como MBR--Master Boot Record), el cual debe localizarse en un lugar específico del disco. El BIOS cuenta con suficiente información, para cargar y ejecutar el RMA, y asumir que el RMA puede encargarse del resto de las tareas necesarias en la carga del sistema operativo.

Si usted sólo cuenta con un sistema operativo instalado en su disco duro, el RMA estándar será suficiente. Este RMA buscará la primer partición del disco que pueda arrancar, y posteriormente ejecutará el código restante de dicha partición, para efecto de completar la carga del sistema operativo.

Si usted cuenta con varios sistemas operativos instalados en su disco, entonces puede hacer uso de un RMA diferente, uno que despliegue una lista de los diferentes sistemas operativos, y le permita escoger cual de ellos desea que se cargue. FreeBSD cuenta con un RMA de este tipo que puede ser instalado, así como otros distribuidores de sistemas operativos cuentan con RMAs alternativos.

En el caso de FreeBSD, el resto del mecanismo de arranque, está dividido en tres etapas. La primer etapa es ejecutada por al RMA, que sabe lo suficiente como para poner a la computadora en un estado específico y ejecutar la segunda etapa. La segunda etapa puede hacer un poco más que esto, antes de ejecutar la tercer etapa. La tercer etapa finaliza el trabajo de carga del sistema operativo. El trabajo es dividido en tres etapas, debido a las limitantes que tiene una PC, en cuanto al tamaño de los programas a ejecutar, durante las etapas uno y dos. El encadenar estas tareas, le permiten a FreeBSD contar con un arrancador más flexible.

Posteriormente el kernel es inicializado y comienza con la comprobación de dispositivos, y prepararlos para su uso. Una vez que el proceso de arranque del kernel ha finalizado, el kernel transfiere el control al proceso de usuario init(8), quien se asegura de que los discos se encuentren en buen estado para su uso. Posteriormente init(8) inicia la configuración fuente a nivel de usuario, que monta los sistemas de ficheros, configura las tarjetas de red para que pueden comunicarse en la red, y comunmente inicia todos los procesos que normalmente son ejecutados en un sistema FreeBSD al arrancar el mismo.