Bootloader

Ein Bootloader (englische Aussprache [ˈbuːtˌloʊdɚ], von der verkürzten Form des ursprünglichen Wortes bootstrap loader), auch Startprogramm^[1] oder Urlader^[2] genannt, ist eine spezielle Software, die gewöhnlich durch die Firmware (z. B. dem BIOS bei IBM-kompatiblen PCs) eines Rechners von einem startfähigen Medium geladen und anschließend ausgeführt wird. Der Bootloader lädt dann weitere Teile des Betriebssystems, gewöhnlich einen Betriebssystemkern.

Der englische Begriff bootstrap bezieht sich ursprünglich auf die Schlaufe, die sich an der Hinterseite eines Stiefels befindet, um das Anziehen des Stiefels zu erleichtern. Der Prozess des Bootens (ein Programm auf einem Rechner laufen zu lassen, auf dem noch kein Betriebssystem läuft) erinnert teilweise an das Bemühen, sich an der eigenen Stiefelschlaufe aus dem Morast ziehen zu wollen.

Der Boot-Loader befindet sich in fast jeder Architektur im ersten Block des bootfähigen Mediums. Bei IBM-Kompatiblen Rechnern wird dieser Abschnitt Bootsektor genannt.

Ein Bootmanager ist ein auf einem Betriebssystem installierbares Dienstprogramm, das u. a. einen Bootloader enthält und erweiterte Konfigurationsmöglichkeiten bietet.

Auch im Bereich der eingebetteten Systeme spricht man von Bootloadern. Dort kann der Bootloader nicht nachgeladen werden, sondern befindet sich im nichtflüchtigen Speicher des Steuergeräts. Er beinhaltet Grundroutinen der Initialisierung und oft Kommunikationsprotokolle, um den Austausch der Anwendungsprogramme zu ermöglichen.

Multistage Bootloader

Manche Bootloader sind in mehrere Stufen aufgeteilt. Das wird dann gemacht, wenn der Programmcode des Bootloaders nicht im Bootsektor Platz findet. In diesem Fall steht nur der Code für die erste Stufe im Bootsektor.

So lädt beispielsweise die erste Stufe die zweite Stufe, von der die erste Stufe nur die Länge, die Block-Nummer und die Nummer des Mediums kennt. Die zweite Stufe kann nun mit dem konkreten Dateisystem des Mediums umgehen und lädt anhand eines Dateinamens die dritte Stufe. Die dritte Stufe ist nun der eigentliche Bootloader, und lädt eine Konfigurationsdatei, die z. B. ein Auswahlmenü enthält. Ein Menüpunkt könnte die Anweisung bedeuten, einen Bootloader einer anderen Partition zu laden.

Dieser mehrstufige Aufbau hat mehrere Vorteile: So kann im oben beschriebenen Fall die Datei des eigentlichen Bootloaders (Stufe 3) beliebig verändert oder auch physisch verschoben werden, da die zweite Stufe mit dem Dateisystem umgehen kann und die dritte Stufe anhand des Dateinamens finden kann. Außerdem unterliegt ein solcher Bootloader nicht den Beschränkungen der Länge eines Boot-Blocks.

Chain-Loader

Es ist auch möglich, dass mehrere Bootloader einander aufrufen. Das Aufrufen eines Bootloaders einer anderen Partition nennt sich Chain-Loading. Hierbei kann zuerst ein Bootloader geladen werden, der z. B. ein Boot-Menü zur Betriebssystem-Auswahl darstellt, und anschließend je nach Auswahl in diesem Menu der entsprechende (betriebssystemspezifische) Bootloader. So lassen sich mehrere, unterschiedliche Betriebssysteme in einem sogenannten Multi-Boot-System auf einem Rechner nebeneinander betreiben.

Manche Bootloader sind gar keine Bootloader mit dem alleinigen Zweck, ein Betriebssystem zu laden, sondern Chain-Loader mit anderen Zielen:

• Bootloader, die fehlende oder falsche Funktionen des BIOS bei PC-kompatiblen Rechnern softwaremäßig abändern. Das wurde früher benutzt, um BIOS-Funktionen zu erweitern, damit der Speicher von Festplatten mit mehr als 512 MB, 8 GB, 32 GB oder 128 GB vollständig erreichbar ist, z.B. EZ-Drive.
• Bootviren – das sind Viren, die schon beim Rechner-Start aktiviert werden.
• Bootloader, die lediglich anzeigen sollen, dass ein eingelegtes Medium nicht boot-fähig ist.
• Bootloader auf manchen Betriebssystem-Setup-CDs: Wenn ein lauffähiges Betriebssystem erkannt wird, booten diese nur dann von CD, wenn eine beliebige Taste gedrückt wird, sonst wird von der Festplatte gebootet. So kann das Setup-Programm nach erfolgreicher Installation den Rechner sofort neustarten: Das Booten erfolgt zwar wieder von CD, aber nachdem nun keine Taste gedrückt wird, ruft sich das Setup-Programm nicht immer wieder selbst auf, sondern übergibt die Kontrolle an die neue Installation.
• Bootloader, die gleich ein Anwendungsprogramm starten, z.B. Memtest von Diskette booten. Früher auch Autoboot genannt.

Liste von Bootloadern

Name	Bemerkung
ADAM2	Bootloader von Texas Instruments AR7
Arcboot
barebox [3]	modularer, universeller Bootloader für Eingebettete Systeme (ehemals u-boot-v2)
Boot Camp	Apple Boot Camp
bootman	Bootloader von Haiku (vormals BeOS/ZETA)
Bootmgr	Bootloader aller Windows-Systeme ab Windows Vista
BootStar	universeller Bootmanager
Boot-US	universeller Bootmanager
BootX
burg	Basiert auf Grub. (vergleichbar mit grub24dos)
Colilo	Ein LILO-Derivat für die Coldfire-Prozessorfamilie von Motorola
elilo	Bootloader für Linux, für auf EFI basierter IA-64-Hardware.
eXtended FDisk	mit Partitionierer
Extlinux	im Softwarepaket von SYSLinux mit enthalten
FILO
Gestor de Arranque Grafico (GAG)	Freie Software (GPL), mehrsprachig (unter anderem deutsch)[4] , fungiert als Erst-Loader im Chain-Loading
Grand Unified Bootloader (GRUB)	Freie Software (GPL), der Bootloader des GNU Projekts (englisch) – offizielle Entwickler-Webseite
Grand Unified Bootloader for DOS (GRUB4DOS)
Grub24Dos	Grub2-Derivat vergleichbar mit burg
iBoot	Bootloader der iDevices (z.b. iPad,iPhone,iPod)
ISOLinux	im Softwarepaket von SYSLinux mit enthalten
Linux Loader (LILO)
Loadlin	Von Windows aus ausführbarer Linux-Loader;wird von Windows aus konfiguriert
NeoGRUB	eingebunden in die Bootwerkzeug-Software EasyBCD
NT-Loader (NTLDR)	Bootloader aller Windows-Systeme von NT 3.1 bis XP/2003
OpenBIOS
PALO	Bootloader für die PA-RISC-Architektur-Prozessorhardware von Hewlett Packard
PLoP	Ein Bootloader, der auch mit älteren PCs ohne BIOS Unterstützung von CDROM bzw. USB booten kann. Download und Dokumentation: deutsch und englisch.
PPCboot	Ein Second-Stage-Bootloader für den PowerPC
PXELinux	im Softwarepaket von SYSLinux mit enthalten
Redboot	Bootloader für Embedded Systeme wie auf Atheros basierende Wlan Router
rEFIt	inoffizieller Bootloader für Macs um einen MBR zu emulieren (zum Beispiel für Linux, BSD, Solaris)
Sparc Improved Loader (SILO)
Smart Boot Manager	Bootloader von SPBLinux
SyMon Bootmanager	universeller Bootmanager
SYSLinux
Das U-Boot	universeller Bootloader, vor allem für Eingebettete Systeme
VAMOS
Yaboot
XOSL
ZBOOT

Einzelnachweise

1. ↑ Debian Gnu/Linux: Grundlagen, Seite 466 – Suchergebnisseite bei Google-Bücher; Stand: 25. April 2011
2. ↑ Computerlexikon 2010, Seite 623 – Suchergebnisseite bei Google-Bücher; Stand: 25. April 2011
3. ↑ Webseite des Barebox Projektes: Documentation / General Features
4. ↑ GAG, the Graphical Boot Manager (englisch) – offizielle Entwickler-Webseite