ARRANQUE DE WINDOWS 2000 / XP

Vamos a intentar comprender la secuencia de inicio de Windows 2000 / XP. En muchas ocasiones, entendiendo la secuencia de inicio y tocando parámetros del archivo boot.ini podremos iniciar una maquina en la cual tengamos problemas y que de otra manera no sería posible.

Los archivos de inicio son lo que vemos en la siguiente tabla:

El archivo BOOT.INI

Al instalar Windows 2000 / XP, se modifica o se crea un archivo boot.ini en la partición activa (arrancable) del sistema. El programa NTLDR, usará dicha información para mostrarnos la pantalla de inicio desde la cual podremos seleccionar el sistema operativo a cargar.

El archivo boot.ini, es un archivo de texto que contiene dos secciones [boot loader] y [operating systems]. NTLDR usará dicha información para construir la pantalla de inicio del sistema. Vamos a ver la estructura de un boot.ini típico:

[boot loader]

La sección [operating systems] se crea durante la instalación de un Windows 2000 / XP. Recordemos, que la instalación de varios sistemas operativos en la misma máquina, siempre se debe hacer por "orden de edad" de los sistemas. Es decir, del más antiguo al mas actual ya que los cargadores de sistemas operativos actuales, son capaces de cargar los sistemas operativos previos. Pero los previos no serán capaces de cargar un sistema operativo mas moderno….. simplemente porque no existían cuando se diseñó dicho sistema.

Caminos ARC (Advanced RISC Computing)

Durante la instalación se modifica o se crea el archivo boot.ini usando los nombres o caminos ARC: Advanced RISC Computing (RISC: Reduced Instruction Set Computing)

• Un ejemplo de camino ARC es :
multi(0)disk(0)rdisk(1)partition(3)

Cada nombre tiene el siguiente significado:

Modificadores en el archivo BOOT.INI

Vamos a describir únicamente los más importantes. Para el resto de modificadores puede consultarse en el KB de Microsoft.

Modificaciones al archivo BOOT.INI

Podemos modificar directamente el tiempo de espera y el sistema operativo a arrancar por defecto desde el Panel de Control, o bién con el botón derecho sobre MiPC, propiedades y pestaña "avanzado". Igualmente podemos editar manualmente el archivo con cualquier editor de texto. Recordemos que dicho archivo tiene los atributos de oculto y de read-only, por lo que si queremos verlo o modificarlo, deberemos quitarle dichos atributos, o bién establecer en Windows las opciones de ver todos los archivos ocultos y del sistema. El archivo boot.ini siempre reside en el disco C:\ independientemente de la partición en la cual hayamos instalado Windows.

Secuencia de Pre-Inicio (Pre-Boot)

Durante el arranque de cualquier maquina, su bios localiza el sector de arranque del disco duro (MBR). Los siguientes 4 pasos describen el pre-inicio:

1. Cuando encendemos un ordenador, se ejecutan las rutinas POST (Power and Self Test) para determinar la cantidad de memoría física y los componentes de hardware presentes en la maquina.
2. La Bios, localiza el dispositivo de arranque (BOOT) y carga y ejecuta el MBR (Master Boot Record)
3. El MBR busca en su tabla de particiones, la partición que esté marcada como "activa", carga en memoria el sector de boot de dicha partición y lo ejecuta.
4. Dicho sector, carga y ejecuta el archivo NTLDR el cual es el cargador del sistema operativo.

Secuencia de Inicio (Boot)

Después de cargar en memoria NTLDR, la secuencia de inicio busca información acerca del hardware y los controladores para preparar las fases de carga del sistema operativo. La secuencia de boot, utiliza los siguientes ficheros: NTLDR, BOOT.INI, BOOTSECT.DOS (opcional), NTDETECT.COM y NTOSKRNL.EXE.

Esta secuencia de Boot, tiene 4 fases, fase de Initial Boot Loader (cargador inicial), fase de seección del sistema operativo, detección de hardware y selección de la configuración.

Initial Boot Loader

Durante este fase, NTLDR cambia el modo de funcionamiento del procesador, de modo real a modo protegido (32 bit flat memory mode). Posteriormente NTLDR arranca los minidrivers del sistema incorporados dentro del propio NTLDR. Estos minidrivers permiten a NTLDR localizar y cargar Windows desde particiones FAT, FAT32 y NTFS.

Selección del Sistema Operativo

Durante la secuencia de inicio, NTLDR lee el archivo BOOT.INI. Si dicho archivo tiene má:s de una línea de selección del sistema operativo se muestra una pantalla durante el tiempo predeterminado en el archivo BOOT.INI para poder seleccionar el sistema operativo a arrancar.

Si no seleccionamos en este caso ninguna entrada, NTLDR cargará el sistema operativo por defecto que esté especificado en el archivo BOOT.INI. Por defecto, siempre es la última instalación del último Windows que hayamos instalado.Recordemos que esta selección solo se muestra si hay mas de una linea de sistema operativo instalado en el archivo BOOT.INI.

Si el archivo BOOT.INI no existe, NTLDR siempre intenta cargar el sistema operativo de la primera partición activa del primer disco duro (tipicamente, el C:\)

Detección de Hardware

NTDETECT.COM y NTOSKRNL.EXE realizan la detección del hardware. NTDETEC.COM se ejecuta inmediatamente despues a haber seleccionado el sistema operativo a arrancar.

Si seleccionamos un sistema operativo de nucleo W9X en vez de nuvleo NT / W2000 /XP, NTLDR cargará y ejecutará BOOTSECT.DOS el cual es una copia del sector de arranque que existía en la particion del sistema cuando instalamos por primera vez un sistema operativo de nucleo NT / W2000 / XP. Este sector corresponde a una partición formateada previamente con MSDOS o bien con algún sistema W9X / ME.

NTDETECT.COM empieza a construir una lista del hardware actualmente instalado y devuelve esta lista al programa NTLDR para una inclusión posterior en el registro bajo la clave HKEY_LOCAL_MACHINE\HARDWARE

NTDETECT.COM

Detecta los siguientes componentes:

• Tipo de adaptador del BUS
• Puertos de comunicaciones
• Coprocesador matemático
• Disqueteras
• Teclado
• Ratón o dispositivo apuntador
• Puerto paralelo
• Adaptadores SCSI
• Adaptadores de Video.

Selección de la configuración.

Después de que NTLDR comienza la carga de Windows y ha recuperado ya la información de hardware, el cargador del sistema presenta la pantalla de Perfiles de Hardware si en nuestra maquina está definido más de un perfil.

El primer Perfil de hardware se muestra con caracteres de alta intensidad. En esta pantalla, podemos seleccionar el perfil, o bien pulsar "L" para seleccionar la "ultima configuración buena conocida".

Si solo existe un Perfil de Hardware, la pantalla anterior no se mostrará y Windows continuará la carga usando la configuración del perfil de hardware por defecto.

Carga del Núcleo (Kernel)

Después de la Selección de la Configuración el núcleo (kernel) de Windows (NTOSKRNL.EXE) se carga e inicializa. Es en el momento en que la pantalla de selección anterior se borra y aparecen una serie de rectángulos blancos en una linea inferior de la pantalla que indican el proceso de carga de NTOSKRNL. (este proceso es muy rápido, y en Windows XP puede que no llegue a verse debido a que inmediatamente entra la pantalla gráfica del logo de carga de XP.

Durante esta fase de carga, NTLDR realiza lo siguiente:

• Carga NTOSKRNL.EXE pero no lo inicializa.
• Carga la capa de abstracción del hardware (HAL.DLL -Hardware Abstraction Layer).
• Carga la clave del regustro: HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM desde %systemroot%\System32\Config\System
• Selecciona un juego de control (control set) que va a utilizar para inicializar la máquina. Dentro de este "control set" están los datos que se utilizan para arrancar, como por ejemplo la lista de controladores de dispositivos y los servicios a arrancar y cargar.
• Carga los drivers de dispositivos que contienen un valor de 0x0 en la entrada "Start" de definición del dispositivoen el registro. Normalmente son controladores de hardware de bajo nivel. El valor de esta lista está específicado en: HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\ServiceGroupOrder. En ella está el orden con el cual NTLDR va a cargar dichos controladoresde dispositivos.

Inicialización del Núcleo (Kernel)

Cuando la fase de carga del núcleo (Kernel) se ha completado, se inicializa el Kernel y NTLDR pasa control al núcleo (NTOSKRNL.EXE). Es en este momento cuando el sistema muestra la pantalla gráfica con la barra de proceso de carga. Cuatro tareas van a ocurrir durante esta fase:

1. Creación de la clave del registro de Hardware. El Kernel usa los datos recogidos durante la detección de hardware para crear la clave del registro HKEY_LOCAL_MACHINE\HARDWARE la cual contiene información acerca de los componentes del hardware y las interrupciones usadas por los dispositivos específicos.
2. Se crea el entorno del Clone Control Set. Se crea copiando el valor del registro almacenado en HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\Select. Estos datos nunca serán modificados y deben entenderse como una cópia idéntica de los datos de configuración de la máquina y por tanto, no reflejará ning6uacute;n cambio realizado durante la fase de arranque.
3. Carga e inicialización de los controladores de dispositivos. Despues de crear el "Clone control set" el kernel iniciliza los drivers de bajo nivel que se han cargado durante la fase de carga del núcleo. El núcleo busca la clave HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services para localizar los controladores de dispositivos con el valor 0x1 en la entrada "Start&. Al igual que en la fase de carga del núcleo el valor de la entrada "Group" específica el orden en que serán cargados. Estos controladores se inicializan en el momento en que son cargados.

Si ocurre un error durante la carga e inicialización de uno de estos controladores, realizará la acción que está especificada en la entrada ErrorControl del controlador de dispositivo.

Los valores posibles son:

0x0 (Ignorar)	La secuencia de inicio ignora el error y continúa sin sacar ningún mensaje.
&0x1 (Normal)	La secuencia de inicio saca un mensaje, pero ignora el error y continúa la carga.
0x2 (Severo)	La secuencia de inicio falla y continúa, pero usando el juego de control de la "ultima configuración buena conocida". Se ignora el error y continúa.
0x3 (Crítico)	Igual que la anterior, pero si en este caso, el error vuelve a suceder el la "ultima configuración buena conocida" se detiene la secuencia de inicio con un mensaje de error

Los valores de ErrorControl aparecen en el registro bajos las subclaves HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\Nombre_del_se vicio_o_dispositivo\ErrorControl

4. Arranque de los Servicios. Después de que el Kernel cargue e inicialice los controladores de dispositivos, el programa Session Manager (SMSS.EXE) arranca estos subsistemas y servicios de Windows. SMSS ejecuta las instrucciones de las claves: BootExecute, Memory Management, DOS Devices y las subclaves del Subsytem.

Logon

El proceso de Logon comienza al finalizar la fase de inicialización del Kernel. El sistema automáticamente arranca el programa WINLOGON.EXE, el cual arranca el Local Security Authority (LSASS.EXE) y nos muestra la pantalla de Logon. Se puede arrancar en este momento aunque Windows no haya terminado de inicalizar los controladores de dispositivos (drivers) de la red.

Posteriormente, el controlador de servicios (Service Controller) ejecuta y realiza una búsqueda final en la clave Services del registro, buscando los servicio con un valor 0x2 en la entrada. Estos servicios, incluyendo el servicio de Workstation y el servicio Server, son marcados para cargarse automáticamente.

Los servicios que son cargados durante esta fase están basados en los valores de la clave DependenOnGroup o DependOnService de las entradas en HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services.

El arranque de Windows no se considera finalizado y correcto hasta que el usuario se haya conectado. Después de este Logon correcto, el sistema el Clone Control Set a las claves de LastKnownGood.