Instalacja i konfiguracja bootloader'a extlinux

W debianie mamy do dyspozycji kilka bootloader'ów. Z tych częściej używanych to będą syslinux, extlinux oraz grub2. Jeśli potrzebujemy automatyzacji oraz szeregu zaawansowanych ficzerów, to dobrym wyjściem jest grub2. Jeśli natomiast korzystamy ze standardowej konfiguracji, którą można by określić mianem BIOS-MBR i do tego chcemy mieć pełną kontrolę na bootloader'em, to najlepiej wybrać extlinux'a lub syslinux'a. Syslinux jest wykorzystywany głównie w przypadku partycji FAT, która znajduje zastosowanie w różnego rodzaju systemach live. Natomiast jeśli w grę wchodzi system plików EXT4, który jest domyślny na sporej części linux'ów, to pozostaje nam do wyboru jedynie extlinux. W tym wpisie postaramy się przebrnąć przez proces instalacji i konfiguracji tego bootloader'a. Nie będziemy przy tym korzystać z żadnych automatów i wszystko postaramy się dostosować ręcznie.

Extlinux i partycja /boot/

Plik każdego bootloader'a, w tym też i extlinux'a, znajdują się w katalogu /boot/ . Obecnie w większości przypadków nie ma sensu stosowania oddzielnej partycji /boot/ , no chyba, że korzysta się z zaszyfrowanych kontenerów LUKS. Jeśli posiadamy nowszej klasy komputer, który wykorzystuje EFI, to nawet nie potrzebny jest nam bootloader, by uruchomić nasz system operacyjny. Jest jednak wiele kontrowersji wokół tego następcy BIOS'u i raczej nie prędko ludzie mu zaufają. Zwłaszcza po tych doniesieniach, że na EFI co raz częściej linux'y nie chcą się odpalać. Tak czy inaczej, zawsze pozostaje nam to starsze rozwiązanie, które robi użytek z bootloader'a.

Instalacja potrzebnych pakietów

Na potrzeby tego artykułu, wydzieliłem na dysku osobną partycję, która nie jest jakichś wielkich rozmiarów, bo ma 1 GiB. Jest to dość sporo jeśli rozważyć fakt, że na tej partycji mają być przechowywane jedynie obrazy z modułami kernela i kilka plików bootloader'a. Niemniej jednak, potrzebujemy jeszcze odpowiednich narzędzi i w debianie są one w tych poniższych pakietach:

# aptitude install extlinux syslinux syslinux-common memtest86+

Kopia MBR

Na wypadek gdyby coś poszło nie tak przy wgrywaniu kodu bootloader'a, dobrze jest sobie zrobić kopię całego MBR, a najlepiej to przeczytać sobie wpis dotyczący MBR, EBR i tablicy partycji oraz artykuł opisujący jak powinna wyglądać kopia struktury dysku twardego, tak by w przyszłości uniknąć wszelkich problemów wynikających z jej uszkodzenia. W ogromnym skrócie, sprowadza się to do wydania tego poniższego polecenia:

# dd if=/dev/sda of=/path/to/backup/sda_mbr_backup bs=512 count=1

Zawsze też możemy skorzystać z mbrback.

Instalacja extlinux'a w MBR

Po instalacji pakietów i zrobieniu kopi MBR, wgrywamy program ładujący do MBR. Potrzebne nam pliki znajdują się w katalogu /usr/lib/EXTLINUX/ . Mamy tam z grubsza trzy pliki. W zależności od wykorzystywanej tablicy partycji, wybieramy gptmbr.bin lub mbr.bin . Plik altmbr.bin jest wykorzystywany w przypadku tablicy partycji MS-DOS, z tym, że umożliwia ustawienie na sztywno partycji, z której ma wystartować system. W tym przypadku korzystamy z mbr.bin . Możemy go wgrać na 2 sposoby:

# dd if=/usr/lib/syslinux/mbr/mbr.bin of=/dev/sda bs=440 count=1
# cat /usr/lib/syslinux/mbr/mbr.bin > /dev/sda

Katalog /boot/extlinux/

W katalogu /boot/extlinux/ będzie trzymana konfiguracja extlinux'a. Musimy ją przekopiować sobie z katalogu /usr/lib/syslinux/modules/ . Mamy tam do dyspozycji trzy inne podkatalogi: bios/ , efi32/ oraz efi64/ . W tym przypadku interesują nas pliki w katalogu bios/ . Kopiujemy zatem jego zawartość do /boot/extlinux/ :

# cp /usr/lib/syslinux/modules/bios/* /boot/extlinux/

Ja dodatkowo zrobiłem sobie tapetę pod mojego extlinux'a i stworzyłem pusty plik konfiguracyjny extlinux.conf .

Z reguły, obrazki muszą być w takiej samej rozdzielczości co okno bootloader'a. Jednak niektóre ekrany nie zmienią rozdzielczości na taką, którą wpiszemy do pliku konfiguracyjnego. W takim przypadku trzeba użyć obrazków w rozdzielczości 640x480, inaczej wystąpią dziwne efekty wizualne. Problem w tym, że, np. laptopy, zwykle nie mają matryc w proporcjach 4:3 i wskazanie extlinux'owi obrazka o takich proporcjach nieco go rozciągnie.

By obejść ten problem, trzeba odpowiednio przeskalować daną grafikę. Trzeba stworzyć pierw obrazek w natywnej rozdzielczości monitora, przykładowo 1366x768, potem ładujemy go do gimp'a i skalujemy go proporcjonalnie do rozdzielczości 854x480. Ostatnim krokiem jest zmiana bez proporcji pierwszego parametru z 854 do 640 pixeli. To może i zniekształci nieco obrazek ale podczas ładowania go przez extlinux, zostanie on rozciągnięty do prawidłowych proporcji.

Plik /boot/extlinux/ldlinux.sys

Część pliku ldlinux.sys musi zostać wgrana w pierwszy sektor partycji /boot/, zwany VBR. Trzeba o tym pamiętać przy ewentualnym dotykaniu tego pliku, gdyż może to zmienić jego położenie i w efekcie uniemożliwi to programowi ładującemu, który siedzi w MBR zlokalizowanie tego pliku. Poniższe polecenie powinno utworzyć dwa pliki /boot/extlinux/ldlinux.c32 oraz /boot/extlinux/ldlinux.sys :

# mkdir -p /boot/extlinux/
# extlinux --install /boot/extlinux
/boot/extlinux is device /dev/sda2

Plik /boot/extlinux/extlinux.conf

Bootloader jest już na swoim miejscu. Potrzebujemy jeszcze pliku /boot/extlinux/extlinux.conf , który nam ustawi szereg opcji i umożliwi wczytanie określonych plików z modułami kernela. Poniżej jest przykład konfiguracji:

DEFAULT debian-debian-normal
PROMPT 0
TIMEOUT 200

UI vesamenu.c32

#MENU RESOLUSION 1366 768

MENU MARGIN 10
MENU WIDTH 80
MENU ROWS 10
MENU HELPMSGROW 25
MENU CMDLINEROW 25
MENU TABMSGROW 25
MENU HSHIFT 0
MENU VSHIFT 0
MENU TITLE Everybody lies xD
MENU BACKGROUND background_640x480.png
MENU COLOR border       30;44   #40ffffff #a0000000 std
MENU COLOR title        1;36;44 #9033ccff #a0000000 std
MENU COLOR sel          7;37;40 #e0ffffff #20ffffff all
MENU COLOR unsel        37;44   #50ffffff #a0000000 std
MENU COLOR help         37;40   #c0ffffff #a0000000 std
MENU COLOR timeout_msg  37;40   #80ffffff #00000000 std
MENU COLOR timeout      1;37;40 #c0ffffff #00000000 std
MENU COLOR msg07        37;40   #90ffffff #a0000000 std
MENU COLOR tabmsg       31;40   #30ffffff #00000000 std

ALLOWOPTIONS 1
#MENU MASTER PASSWD

LABEL debian-debian-normal
#   MENU PASSWD
    MENU LABEL Debian 4.3.0-1-amd64 (powersave)
    KERNEL ../vmlinuz-4.3.0-1-amd64
    APPEND root=/dev/mapper/debian_laptop-root cgroup_enable=memory acpi_osi="!Windows 2012" acpi=force acpi_enforce_resources=lax net.ifnames=1 apparmor=1 security=apparmor udev.children-max=64 plymouth.enable=1 quiet splash ro
    INITRD ../initrd.img-4.3.0-1-amd64
    TEXT HELP
    Zaszyfrowany debian (/dev/sda1).
    ENDTEXT

LABEL Windows
      MENU LABEL Windows
      COM32 chain.c32
      APPEND hd0 4
      TEXT HELP
      Windows 10 (/dev/sda4).
      ENDTEXT

LABEL memtest
      MENU LABEL Memtest
      LINUX ../memtest86+.bin

LABEL hdt
      MENU LABEL HDT (Hardware Detection Tool)
      COM32 hdt.c32

LABEL reboot
      MENU LABEL Reboot
      COM32 reboot.c32

LABEL poweroff
      MENU LABEL Power Off
      COM32 poweroff.c32

MENU CLEAR

Wyjaśnienie użytych opcji:

• MENU odpowiada za wygląd extlinux'a.
• DEFAULT określa, która pozycja na liście bootloader'a ma być domyślna. Trzeba pamiętać, że nazwa musi pasować do linijki z LABEL .
• TIMEOUT czas, po upłynięciu którego bootloader załaduje domyślny wpis. Wartość 200 odpowiada za 20s.
• PROMPT jeśli ustawiony na 1 wyświetli wiersz poleceń (boot:).
• UI odpowiada za rodzaj wykorzystywanego interfejsu bootloader'a i zależy od załadowanego modułu.
• ALLOWOPTIONS daje możliwość precyzowania dodatkowych parametrów z pozycji bootloader'a przez edycję wpisu (klawisz Tab ).
• MASTER PASSWD zakłada hasło na wszystkie wpisy w extlinux'ie. Hasło jest zahashowane, a do wygenerowania hasha można wykorzystać md5pass lub sha1pass (dostępne w pakiecie syslinux-utils ).
• MENU CLEAR czyści ekran po wybraniu pozycji.

Pozostała część pliki to pozycje na liście bootloader'a. Przyjrzyjmy się bliżej wpisowi od linux'a:

LABEL debian-debian-normal
#   MENU PASSWD
    MENU LABEL Debian 4.3.0-1-amd64 (powersave)
    KERNEL ../vmlinuz-4.3.0-1-amd64
    APPEND root=/dev/mapper/debian_laptop-root cgroup_enable=memory acpi_osi="!Windows 2012" acpi=force acpi_enforce_resources=lax net.ifnames=1 apparmor=1 security=apparmor udev.children-max=64 plymouth.enable=1 quiet splash ro
    INITRD ../initrd.img-4.3.0-1-amd64
    TEXT HELP
    Zaszyfrowany debian (/dev/sda1).
    ENDTEXT

Wyjaśnienie opcji:

• LABEL definiuje kolejną pozycję wyboru na liście bootloader'a.
• MENU PASSWD zakłada hasło na edycję parametrów tego wpisu (klawisz Tab w oknie bootloader'a). Hasło może być określone w przypadku tylko jednego wpisu, lub też globalnie dla wszystkich ( MENU MASTER PASSWD ).
• MENU LABEL to nazwa pod jaką wpis się pojawi w okienku bootloader'a.
• KERNEL próbuje wykryć typ pliku, który ma zostać wczytany.
• LINUX zawsze spodziewa się kernela linux'a.
• APPEND określa parametry, które są przekazywane kernelowi.
• INITRD odpowiada za lokalizację obrazu z modułami.
• TEXT HELP i ENDTEXT precyzują tekst, który pojawi się po zaznaczeniu wpisu w menu extlinux'a.

Przy instalacji kenrela, w katalogu /boot/ jest tworzonych kilka plików. W przypadku debiana są to: config-* , initrd.img-* , System.map-* oraz vmlinuz-* . By skonfigurować wpis w extlinux, interesują nas dwa z nich, tj. vmlinuz-* oraz initrd.img-* . Ścieżki do plików podaje się względem pliku konfiguracyjnego, stąd ../ wskazujący na folder wyżej.

Mamy tam jeszcze wpis od windowsa:

LABEL Windows
      MENU LABEL Windows
      COM32 chain.c32
      APPEND hd0 4
      TEXT HELP
      Windows 10 (/dev/sda4).
      ENDTEXT

Wyjaśnienie opcji:

• COM32 odpowiada za moduł, który odpali windowsa.
• APPEND określa partycję, na której siedzi windows. Numerowanie jest trochę dziwne, bo dyski mają numery od 0, a partycje od 1.

Zamiast kopiować pliki extlinux'a, można potworzyć dowiązania symboliczne. Problem jest w sytuacji, gdy szyfrujemy partycje. W takim przypadku partycja z plikami w katalogu /usr/ podczas wyświetlania okna wyboru systemu jest jeszcze zaszyfrowana i system nie ma dostępu do tych plików, dlatego trzeba je przekopiować na partycję /boot/ . Pamiętajmy, by te pliki regularnie aktualizować.