Registro de arranque principal
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Registro de arranque principal. Un registro de arranque principal, conocido también como registro de arranque maestro (por su nombre en inglés master boot record, MBR) es el primer sector de un dispositivo de almacenamiento de datos, como un disco duro. A veces, se emplea para el arranque del sistema operativo con bootstrap, otras veces es usado para almacenar una tabla de particiones y, en ocasiones, se usa sólo para identificar un dispositivo de disco individual, aunque en algunas máquinas esto último no se usa y es ignorado.
Sumario
Estructura
En la práctica, el MBR casi siempre se refiere al sector de arranque de 512 bytes, o la partición o sector de una partición para ordenadores compatibles con IBM PC. Debido a la amplia implementación de ordenadores PC clónicos, este tipo de MBR se usa mucho, hasta el punto de ser incorporado en otros tipos de ordenador y en nuevos estándares multiplataforma para el particionado y el arranque.
Cuando un dispositivo de almacenamiento de datos se ha particionado con un esquema de tabla de particiones del MBR (por ejemplo el esquema convencional de particionado de IBM PC), el MBR contiene las entradas primarias en la tabla de particiones. Las entradas de particiones secundarias se almacenan en registros de particiones extendidas, etiquetas de disco BSD, y particiones de metadatos del Logical Disk Manager que son descritas por esas entradas de particiones primarias.
Por convención, hay exactamente cuatro entradas de particiones primarias en el esquema de la Tabla de Particiones, aunque en algunos sistemas (pocos) se ha extendido ese número a cinco u ocho.
Cuando un dispositivo de almacenamiento de datos se ha particionado con Tabla de Particiones GUID, el registro de arranque maestro no contiene la tabla de particiones (aunque contiene modelos de estructuras de datos, una protección del MBR frente a programas que sólo entienden el esquema de la Tabla de Particiones del MBR para que no creen particiones en el disco) y se usa poco debido a lo que puede afectar al particionado de disco.
MBR y arranque del sistema
En los ordenadores compatibles IBM IA-32 que usan el esquema de la Tabla de Particiones del MBR, el firmware para el arranque (bootstrapping) que se encuentra en la memoria de solo lectura del BIOS (actualmente usan memorias flash) carga y ejecuta el registro de arranque maestro. Como los procesadores del modo real, el código del MBR está compuesto de instrucciones de lenguaje máquina en modo real. Ese código pasa, normalmente, el control mediante chain loading al volume boot record de la partición (primaria) activa, aunque algunos gestores de arranque reemplazan ese código convencional por el suyo.
El código convencional del MBR espera que se use el esquema de la tabla de particiones del MBR, y escanea la lista de entradas de particiones (primarias) en la tabla de particiones buscando una que esté marcada con active flag. Luego carga y ejecuta el Volume Boot Record para esa partición (así que el master boot record, como otros sectores de arranque, es un blanco para los virus que infectan el sector de arranque).
El código del MBR, modificado por algunos gestores de arranque, puede realizar una serie de tareas que son distintas según el gestor de arranque. Por ejemplo, en algunos gestores, ese código carga el resto del código del gestor de arranque desde la primera pista del disco (que es espacio libre no asignado a ninguna partición de disco) y lo ejecuta. En otros, usa una tabla de posiciones de disco, que se encuentra en el mismo espacio que el código, para localizar el código del resto del gestor de arranque y poder cargarlo y ejecutarlo. Ambas formas tienen problemas. La primera confía en el comportamiento (que no es el mismo en todas) de las utilidades de particionado de disco y la segunda requiere que la tabla de posiciones de disco se actualice una vez se hayan hecho los cambios para localizar el resto del código.
En los ordenadores que no usan procesadores IA-32, o en ordenadores que usan el esquema de la tabla de particiones GUID, ese esquema no es correcto, y el MBR no se utiliza en el arranque del sistema. En su lugar el firmware es capaz de entender directamente el esquema de particionado [:en:GUID Partition Table|GPT] y el formato de sistema de ficheros FAT, de modo que carga y ejecuta programas guardados como ficheros en la Partición del Sistema. El MBR, por tanto, no interviene en absoluto en el arranque del sistema (excepto indirectamente, en la medida en que podría contener la tabla de particiones si se ha usado el esquema de la Tabla de Particiones del MBR).
MBR e identificación de los discos
Además del código del arranque y la tabla de particiones, hay un tercer campo que puede estar contenido en un MBR: la firma del disco (de Windows NT). Tiene 32 bits para identificar inequívocamente el hardware de disco (no confundir con la unidad de disco — no tienen por qué ser lo mismo en discos duros extraíbles).
La firma del disco fue introducida por Windows NT 3.5, pero actualmente la usan varios sistemas operativos, incluida las versiones de la 2.6 en adelante del núcleo Linux. Windows NT usa la firma del disco como un índice en su registro, donde guarda la relación entre particiones y letras de disco. También lo usa en el fichero boot.ini para indicar las particiones con marca arrancable en Windows NT.4 GNU/Linux usa la firma del disco al arrancar para determinar la posición del volumen de arranque.
Consideraciones en la programación
Se asume que el sistema que se está programando usa un esquema MBR para BIOS, como se ha indicado antes, y la BIOS del sistema localiza un MBR válido en un disco particionado durante la secuencia de arranque (boot sequence). Como se ha visto antes, el código convencional del MBR carga y ejecuta el código del volume boot record del sistema operativo (o bootloader) que se encuentra al principio de la partición activa. El MBR puede asumir simplemente que la partición activa del disco actual es desde la que se arranca o, alternativamente, puede programarse como un MBR de arranque dual. Un MBR de arranque dual debe interactuar con el usuario para determinar desde qué partición de disco se arranca y tiene que pasarle el control al MBR de otro disco duro.
La BIOS cargará el primer MBR válido que encuentre hacia la dirección física hexadecimal 0x7C00, y salta a esa dirección. Parte de los 512 bytes del sector se reserva para la tabla de particiones y otra información (ver la tabla), así que el código del programa debe ser tan pequeño como para caber en poco más de 400 bytes de memoria. El código debe comunicarse con el usuario, examinar la tabla de particiones, o realizar tareas de gestión como activar la línea A20, o cambiar a modo irreal desde modo real. Eventualmente, el MBR necesitará realizar su tarea y cargar el programa que hará la siguiente fase del arranque, usando la llamada de la BIOS INT 13.
Normalmente, el código del sector de arranque también espera ser cargado de la dirección física 0x7C00, incluso cuando toda la memoria de las direcciones físicas entre la 0x500 y la 0x9ffff está disponible en modo real (637 Kb y medio). Cuando el MBR ya se está ejecutando desde la posición 0x7C00, una de sus primeras tareas normalmente es reubicarse en otro lugar de la memoria a menudo en la 0x7A00. Un volume boot record tiene solamente el tamaño de un sector, lo cual no es un problema pues es fácil que el MBR cargue bastante más que sólo un sector. Algunos gestores de arranque son más grandes que un sector, así que cargar más de un sector puede acelerar el proceso de arranque.
Cfdisk
Cfdisk es un editor de particiones para Linux, similar a fdisk, pero con una interfaz diferente(curses). Es parte del paquete de utilidades util-linux.
Escrito en 1992, la versión actual es la 2.12r.
Si se invoca sin argumentos, cfdisk intenta leer las tablas de particiones del disco, mostrando lasencontradas. Una de las ventajas de cfdisk (frente a fdisk) es la posibilidad de ampliar las particiones extendidas cuando hay espacio libre tras ellas. Esto no es posible ni con fdisk ni con algunos otros programas de particionamiento. A continuación una captura de pantalla de una versión reciente de cfdisk tras su arranque.
Fdisk
Fdisk es un software que está disponible para varios sistemas operativos, el cual permite dividir en forma lógica un disco duro, siendo denominado este nuevo espacio como partición.
La descripción de las particiones se guarda en la tabla de particiones que se localiza en el sector 0 de cada disco.
FreeDOS
La implementación de fdisk en FreeDOS tiene muchas características avanzadas y es software libre.
DOS
IBM introduce fdisk, llamado (“Fixed Disk Setup Program version 1.00”) con el lanzamiento del IBM PC/XT, en marzo de 1983, el primer PC para almacenar los datos en un disco duro , y el IBM Personal Computer DOS versión 2.0 IBM PC DOS.
La versión 1.0 podía ser usada para crear una partición FAT12 DOS, borrar, cambiar la partición activa o mostrar datos de la partición. El registro de inicio maestro soporta hasta cuatro particiones, y los otros tres estaban destinados para otros sistemas operativos tales como CP/M-86 y Xenix, que se espera que sus utilidades de particionamiento propios como fdisk funcionase pero no los soportaba. En agosto de 1984, PC DOS 3.0 añade particiones FAT16 para soportar discos duros más grandes con mayor eficiencia.
En abril de 1987, PC DOS/fdisk 3.30 añade soporte para particiones extendidas, que podría albergar hasta 23 particiones "lógicas" o unidades de volumen.
Soporte para FAT16B se añadió con Compaq MS-DOS 3.31, y más tarde se convirtió disponible con MS-DOS/PC DOS 4.0. La mayoría de los programas fdisk de DOS, incluyendo el programa fdisk que viene con el original de Windows 95, sólo son capaces de crear particiones FAT de tipos de FAT12, FAT16 y FAT16B.
Windows
Un derivado del fdisk de MS-DOS se suministra con Windows 95, Windows 98, Windows Me y más tarde. Sólo las versiones de fdisk envío con Windows 95B o temprano son capaces de manipular las particiones FAT32. Windows 2000 y versiones posteriores no usan fdisk, tienen la función de Administrador de discos lógicos, así como DiskPart. La opción número 1 sirve para crear una partición primaria de DOS, por ejemplo para instalar.
Opciones en sistemas DOS/WIN95/98/ME/2000 Y XP FAT
La opción número 1 sirve para crear una partición primaria de DOS, por ejemplo para instalar Windows 95, 98 o ME (también para 2000 y XP pero es mejor formatear en NTFS para instalar estos sistemas operativos).
La opción número 2 es establecer una partición activa, la cual nos sirve para indicarle a la bios en que partición debe buscar primero el sistema operativo, es decir, daremos de alta la partición en la que pensemos instalar el sistema operativo.
La opción número 3 nos sirve cuando por algún motivo queremos eliminar de una partición lógica de DOS.
La opción número 4 nos muestra un informe detallado de todas las particiones del disco duro como la etiqueta de volumen, sistema de archivos, tamaño del disco (siempre expresado en MB).
La opción número 5 solo aparece cuando tenemos en la PC otra unidad de Disco Duro instalada y esta opción nos permite alternar entre un Disco Duro u otro para trabajar sobre ellos.
Fdisk no reconoce particiones NTFS ya que este sistema de archivos salió a la luz con Windows NT y a partir de ahí se implantó en los sistemas operativos Windows 2000 y Windows XP.
Sin embargo, aunque Fdisk no trabaje con el sistema de archivos NTFS nos puede mostrar particiones (en este caso) NTFS pero identificándolas como Particiones o Sistemas de Archivos Non-DOS.
Hacer una copia de seguridad del MBR
En UNIX y GNU/Linux se puede usar el comando dd para hacer un backup y restaurar el MBR desde una consola. Para hacer la copia de seguridad (backup):
- dd if=/dev/xxx of=mbr.backup bs=512 count=1
Para restaurarlo:
- dd if=mbr.backup of=/dev/xxx bs=512 count=1
Donde xxx es el dispositivo, que puede ser hda, sda, o cualquier otro.
Si se quiere hacer una copia de seguridad del MBR, sería recomendable copiar los primeros 63 sectores del disco (que equivaldrían al primer cilindro del disco) y no sólo el primero, ya que nuestro sistema podría tener implementado el sistema GUID, el cual utiliza más sectores para guardar la información sobre las particiones del disco duro. La instrucción sería:
- dd if=/dev/xxx of=mbr_63.backup bs=512 count=63
Para borrarlo, si no tenemos una copia de seguridad pero necesitamos eliminar la información de este sector, tenemos que poner los 512 bytes a cero:
- dd if=/dev/zero of=/dev/xxx bs=512 count=1
En los sistemas operativos de Microsoft no hay acceso directo al MBR. En DOS o Windows 9x, el programa de DOS fdisk junto con fdisk /mbr (del que no hay documentación) reescribirá el código del MBR. En Windows 2000 y posteriores, la consola de recuperación puede usarse para escribir el nuevo código del MBR al disco duro. Existen otras utilidades para editar la tabla de particiones del MBR directamente.
Si se está haciendo un backup del disco duro (lo que en inglés se conoce como ghosting) y da avisos de que no se encuentra el fichero de paginación, seguramente se pueda solucionar con fdisk /fixmbr (ejecutado desde un disquete, ya que no se podrá entrar en Windows).
En DR-DOS 6 (y posiblemente otras versiones), el programa FDISK tiene una opción para reescribir el MBR (“Re-write Master Boot Record”). Cuando se ejecuta con esa opción se guarda el antiguo MBR en OLDMBR.BIN, que puede ser copiado en un disquete para que FDISK intente restaurar el MBR original desde él, en caso de necesidad este tipo de backups.
