2.9 Boot do sistema

1. Programa de Boot (Bootstrap Loader)

• Função: Localiza o kernel do sistema operacional, carrega-o na memória e inicia sua execução.

• Localização: Armazenado em firmware (UEFI/BIOS) ou em memória não volátil (como chips SPI Flash).

• Processo:

  • A CPU começa a execução em um endereço predefinido após o reset.

  • O programa de boot realiza diagnósticos (POST - Power-On Self-Test) e inicializa o hardware.

  • Carrega o kernel do sistema operacional na memória.

2. Tipos de Boot

• Sistemas com Sistema Operacional em Memória Não Volátil:

  • Usado em dispositivos embarcados, como smartphones, IoT e consoles modernos.

  • Vantagem: Simplicidade e operação reforçada.

  • Desvantagem: Dificuldade de atualização (requer reflash do firmware).

• Sistemas com Sistema Operacional em Armazenamento (SSD/NVMe/HDD):

  • Usado em PCs, servidores e dispositivos modernos.

  • O programa de boot (armazenado em firmware UEFI) carrega o sistema operacional do armazenamento para a memória.

  • Vantagem: Fácil atualização (basta modificar o sistema operacional no armazenamento).

3. Etapas do Boot Moderno

1. Reset da CPU: A CPU começa a execução em um endereço predefinido (definido pelo firmware UEFI/BIOS).

2. Execução do Firmware (UEFI/BIOS):

   • Realiza diagnósticos do hardware (POST).

   • Inicializa dispositivos básicos (memória, controladores de armazenamento, etc.).

   • Localiza e executa o bootloader (ex.: GRUB, Windows Boot Manager).

3. Carregamento do Kernel:

   • O bootloader carrega o kernel do sistema operacional na memória.

   • Inicia a execução do kernel, que inicializa o sistema operacional.

4. Firmware Moderno (UEFI vs BIOS)

• BIOS (Legacy):

  • Mais antigo, com limitações (ex.: suporte a discos de até 2 TB).

  • Usa o MBR (Master Boot Record) para gerenciar o boot.

• UEFI (Unified Extensible Firmware Interface):

  • Substituiu o BIOS na maioria dos sistemas modernos.

  • Oferece suporte a discos maiores (GPT - GUID Partition Table).

  • Permite boot mais rápido e seguro (Secure Boot).

  • Suporta drivers e aplicativos UEFI.

5. Armazenamento de Boot

• Disco de Boot (SSD/NVMe/HDD):

  • Contém o sistema operacional e o bootloader.

  • Partição de boot (ex.: EFI System Partition no UEFI).

• Boot Remoto (PXE):

  • Usado em servidores e sistemas corporativos.

  • O sistema operacional é carregado pela rede.

• Boot por USB/Disco Óptico:

  • Usado para instalação ou recuperação de sistemas operacionais.

6. Técnicas Modernas de Boot

• Fast Boot:

  • Reduz o tempo de boot ao pular verificações desnecessárias.

• Secure Boot:

  • Verifica a integridade do bootloader e do kernel para evitar malware.

• Dual Boot/Multi Boot:

  • Permite a escolha entre múltiplos sistemas operacionais no boot.