8.8. Configurar el carregador d'arrencada

It is probably already functional, but it is always good to know how to configure and install the bootloader in case it “disappears“. This can occur after an installation or an upgrade of another operating system, such as Windows. The following information can also help you to modify the bootloader configuration if needed.

8.8.1. Identificació dels discos

CULTURA udev i /dev/

El directori /dev/ alberga tradicionalment els anomenats fitxers "especials", destinats a representar els perifèrics del sistema (vegeu la barra lateral TORNAR A LES BASES Permisos d'accés a dispositius). Antigament solia contenir tots els fitxers especials que podien ser utilitzats. Aquest enfocament tenia una sèrie de inconvenients entre els quals el fet que restringia el nombre de dispositius que es podia utilitzar (a causa de ser una llista prederminada de noms), i que era impossible saber quins fitxers especials eren realment útils.

Avui dia la gestió d'arxius especials és totalment dinàmica i encaixa millor amb la naturalesa dels dispositius d'ordinador que es poden utilitzar en calent. El nucli coopera amb udev (Secció 9.11.3, «Com funciona udev») per crear-los i eliminar-los segons sigui necessari quan els dispositius corresponents apareixen i desapareixen. Per aquesta raó, /dev/ no necessita ser persistent i és, per tant, un sistema de fitxers basat en la RAM que comença buit i només conté les entrades rellevants.

El nucli comunica una gran quantitat d'informació sobre qualsevol dispositiu nou afegit i lliura un parell de nombres principals/minor per identificar-lo. Amb aquesta informació udevd pot crear el fitxer especial amb el nom i permisos que vulgui. També pot crear àlies i realitzar accions addicionals (com ara tasques d'inicialització o registre). El comportament dudevd és conduït per un gran conjunt (personalitzable) de regles normalment ubicades a /lib/udev/rules.d/ i /etc/udev/rules.d/.

Amb noms assignats dinàmicament, podeu mantenir el mateix nom per a un dispositiu donat, independentment del connector utilitzat o l'ordre de connexió, fet que és especialment útil quan utilitzeu diversos perifèrics USB. La primera partició en el primer disc dur es pot anomenar /dev/sda1 per a la compatibilitat cap enrere, o /dev/root-partition si ho preferiu, o fins i tot ambdues alhora, ja que udevd es pot configurar per crear automàticament un enllaç simbòlic.

Antigament alguns mòduls del nucli es carregaven automàticament quan s'intentava accedir al fitxer de dispositiu corresponent. Això ja no passa, i el fitxer especial del perifèric ja no existeix abans de carregar el mòdul; això no és problema, ja que la majoria dels mòduls es carreguen a l'arrencada gràcies a la detecció automàtica del maquinari. Però per a perifèrics no detectables (com discos durs molt antics o ratolins PS/2), això no funciona. Considereu afegir els mòduls floppy, psmouse i mousedev a /etc/modules o /etc/modules-load.d/ per tal de forçar-ne la càrrega a l'arrencada.

La configuració del carregador d'arrencada ha d'identificar els diferents discos durs i les seves particions. Linux utilitza fitxers especials de “bloc” ubicats al directori /dev/ per a aquest propòsit. Des de Debian Squeeze, la nomenclatura per a discos durs ha estat unificada pel nucli Linux, i tots els discos durs (IDE/PATA, SATA, SCSI, USB, IEEE 1394) ara estan representades per /dev/sd*.

Cada partició està representada pel seu número al disc on resideix: per exemple, /dev/sda1 és la primera partició del primer disc, i /dev/sdb3 és la tercera partició del segon disc.

L'arquitectura de PC (o “i386”, incloent el seu cosí més jove “amd64”) s'ha limitat durant molt de temps a utilitzar el format de taula de particions “MS-DOS”, que només permet quatre particions “primàries” per disc. Per anar més enllà de la limitació d'aquest esquema, una de les particions ha de ser creada com a partició "estesa", i llavors pot contenir particions “secundàries” addicionals. Aquestes particions secundàries estan numerades a partir de 5. Per tant, la primera partició secundària podria ser /dev/sda5, seguida de /dev/sda6, etc.

Another restriction of the MS-DOS partition table format is that it only allows disks up to 2 TiB in size, which was becoming a real problem with recent disks.

Un nou format de taula de particions anomenat GPT («GUID Partition Table» o “Taula de particions GUID”) relaxa aquestes restriccions sobre el nombre de particions (permet fins a 128 particions quan s'utilitza la configuració estàndard) i sobre la mida dels discs (fins a 8 ZiB, que són més de 8 mil milions de terabytes). Si teniu la intenció de crear moltes particions físiques al mateix disc, hauríeu d'assegurar-vos que esteu creant la taula de particions en el format GPT al particionar el disc.

ULLADA RÀPIDA El «Globally Unique Identifier» (GUID) o “l'identificador únic global”

Utilitzant GPT, el tipus de partició es representa com un identificador universalment únic de 16 bytes de longitud, també conegut com a “Identificador Global Únic” o «Globally Unique Identifier» (GUID), que forma part de l'estàndard UEFI (vegeu NOTA UEFI, un reemplaçament modern per la BIOS). En comparació amb el codi hexadecimal utilitzat per a determinar el tipus de partició en el format de taula MS-DOS, tindreu dificultats per a intentar recordar aquests identificadors. Afortunadament, hi ha llistes amb tots els ID que podeu utilitzar per crear receptes de partició per utilitzar amb sfdisk o per fer «preseeding» amb l'instal·lador de Debian.

→ https://en.wikipedia.org/wiki/GUID_Partition_Table#Partition_type_GUIDs

No sempre és fàcil recordar quin disc està connectat a quin controlador SATA, o en tercera posició a la cadena SCSI, especialment perquè la denominació dels discos durs en calent (que inclou entre d'altres la majoria de discs SATA i discos externs) pot canviar d'una arrencada a una altra. Afortunadament, udev crea, a més de /dev/sd*, enllaços simbòlics amb un nom fix, que podeu utilitzar si desitgeu identificar un disc dur d'una manera no ambigua. Aquests enllaços simbòlics s'emmagatzemen a /dev/disk/by-id/. En una màquina amb dos discos físics, per exemple, es podria trobar el següent:

mirexpress:/dev/disk/by-id# ls -l
total 0
lrwxrwxrwx 1 root root  9 23 jul. 08:58 ata-STM3500418AS_9VM3L3KP -> ../../sda
lrwxrwxrwx 1 root root 10 23 jul. 08:58 ata-STM3500418AS_9VM3L3KP-part1 -> ../../sda1
lrwxrwxrwx 1 root root 10 23 jul. 08:58 ata-STM3500418AS_9VM3L3KP-part2 -> ../../sda2
[...]
lrwxrwxrwx 1 root root  9 23 jul. 08:58 ata-WDC_WD5001AALS-00L3B2_WD-WCAT00241697 -> ../../sdb
lrwxrwxrwx 1 root root 10 23 jul. 08:58 ata-WDC_WD5001AALS-00L3B2_WD-WCAT00241697-part1 -> ../../sdb1
lrwxrwxrwx 1 root root 10 23 jul. 08:58 ata-WDC_WD5001AALS-00L3B2_WD-WCAT00241697-part2 -> ../../sdb2
[...]
lrwxrwxrwx 1 root root  9 23 jul. 08:58 scsi-SATA_STM3500418AS_9VM3L3KP -> ../../sda
lrwxrwxrwx 1 root root 10 23 jul. 08:58 scsi-SATA_STM3500418AS_9VM3L3KP-part1 -> ../../sda1
lrwxrwxrwx 1 root root 10 23 jul. 08:58 scsi-SATA_STM3500418AS_9VM3L3KP-part2 -> ../../sda2
[...]
lrwxrwxrwx 1 root root  9 23 jul. 08:58 scsi-SATA_WDC_WD5001AALS-_WD-WCAT00241697 -> ../../sdb
lrwxrwxrwx 1 root root 10 23 jul. 08:58 scsi-SATA_WDC_WD5001AALS-_WD-WCAT00241697-part1 -> ../../sdb1
lrwxrwxrwx 1 root root 10 23 jul. 08:58 scsi-SATA_WDC_WD5001AALS-_WD-WCAT00241697-part2 -> ../../sdb2
[...]
lrwxrwxrwx 1 root root  9 23 jul. 16:48 usb-LaCie_iamaKey_3ed00e26ccc11a-0:0 -> ../../sdc
lrwxrwxrwx 1 root root 10 23 jul. 16:48 usb-LaCie_iamaKey_3ed00e26ccc11a-0:0-part1 -> ../../sdc1
lrwxrwxrwx 1 root root 10 23 jul. 16:48 usb-LaCie_iamaKey_3ed00e26ccc11a-0:0-part2 -> ../../sdc2
[...]
lrwxrwxrwx 1 root root  9 23 jul. 08:58 wwn-0x5000c50015c4842f -> ../../sda
lrwxrwxrwx 1 root root 10 23 jul. 08:58 wwn-0x5000c50015c4842f-part1 -> ../../sda1
[...]
mirexpress:/dev/disk/by-id#

Tingueu en compte que alguns discos es llisten diverses vegades (perquè es comporten simultàniament com a discos ATA i com a discos SCSI), però la informació rellevant està principalment en el model i els números de sèrie dels discos, amb els quals podeu trobar el fitxer del perifèric. Mentre que els enllaços a /dev/disk/by-id/ es creen utilitzant el número de sèrie i el camí físic del dispositiu, hi ha enllaços més útils, per exemple /dev/disk/by-label/ (basats en etiquetes donades), /dev/disk/by-uuid/ (basat en identificadors únics, que poden canviar al reformatejar un dispositiu usant mkfs.* o mkswap),/dev/disk/by-path/ (basat en el camí físic més curt), i /dev/disk/by-partlabel/ i /dev/disk/by-partuuid/ (només les particions amb etiquetes GPT i els seus identificadors únics). Si utilitzeu aquests enllaços, per exemple a /etc/fstab, sempre doneu preferència als identificadors únics abans que a les etiquetes. També podeu obtenir i canviar aquesta informació per a cada partició o dispositiu utilitzant les ordres lsblk i blkid.

Els fitxers de configuració d'exemple donats en les següents seccions es basen en la mateixa configuració: un sol disc SATA, on la primera partició és una instal·lació antiga de Windows i la segona conté Debian GNU/Linux.

ALTERNATIVA El carregador d'arrencada LILO

LILO («Linux Loader» o carregador Linux) és el carregador d'arrencada més antic — sòlid però rústic. Escriu l'adreça física del nucli per arrencar al MBR, per la qual cosa cada actualització de LILO (o del seu fitxer de configuració) ha de ser seguida per l'execució l'ordre lilo. Si s'oblida fer-ho, el sistema no podrà arrencar si el nucli antic s'ha eliminat o substituït perquè el nou no estarà en la mateixa ubicació del disc.

El fitxer de configuració de LILO és /etc/lilo.conf; un fitxer senzill d'una configuració estàndard s'il·lustra a l'exemple següent.

Exemple 8.4. Fitxer de configuració de LILO

# El disc on el LILO s'ha d'instal·lar
# Indicant un disc i no una partició
# feu que el LILO s'instal·li a l'MBR.
boot=/dev/sda
# la partició que conté Debian
root=/dev/sda2
# l'ítem que es carregarà per defecte
default=Linux

# la imatge de nucli més recent
image=/vmlinuz
  label=Linux
  initrd=/initrd.img
  read-only

# nucli antic (per si el nucli recentment instal·lat no funciona)
image=/vmlinuz.old
  label=LinuxOLD
  initrd=/initrd.img.old
  read-only
  optional

# només per a l'arrencada dual Linux/Windows 
other=/dev/sda1
  label=Windows

As per request of the maintainer and upstream author of lilo, the bootloader has been removed in Debian 11 Bullseye and it is unlikely to make a comeback.

8.8.2. Configuració de GRUB 2

GRUB («Grand Unified Bootloader» o “gran gestor d'arrencada unificat”) és més recent. No és necessari invocar-lo després de cada actualització del nucli; GRUB sap com llegir els sistemes de fitxers i trobar tot sol la posició al disc del nucli. Per instal·lar-lo a l'MBR del primer disc, simplement escriviu grub-install /dev/sda. Això sobreescriurà l'MBR, així que aneu amb compte de no sobreescriure una ubicació incorrecta. Encara que també és possible instal·lar GRUB en un registre d'arrencada de partició, cal tenir en compte que normalment és un error i fer grub-install /dev/sda1 no és el mateix que grub-install /dev/sda.

NOTA Noms de disc per al GRUB

GRUB can only identify hard drives based on information provided by the BIOS. (hd0) corresponds to the first disk thus detected, (hd1) the second, etc. In most cases, this order corresponds exactly to the usual order of disks under Linux, but problems can occur when you associate SCSI and IDE disks. GRUB used to store the correspondences that it detected in the file /boot/grub/device.map. Nowadays, it avoids this problem using universally unique identifier (UUIDs) or file system labels when generating grub.cfg. However, the device map file is not obsolete yet, since it can be used to override when the current environment is different from the one on boot. If you find errors there (because you know that your BIOS detects drives in a different order), correct them manually and run grub-install again. grub-mkdevicemap can help creating a device.map file from which to start.

Les particions també tenen un nom específic amb GRUB. Quan utilitzeu particions “clàssiques” en format MS-DOS, la primera partició del primer disc està etiquetada com a (hd0,msdos1), la segona (hd0,msdos2), etc.

La configuració de GRUB 2 s'emmagatzema a /boot/grub/grub.cfg, però aquest fitxer (a Debian) es genera a partir d'altres. Aneu amb compte de no modificar-lo a mà, ja que aquestes modificacions locals es perdran la pròxima vegada que s'executi update-grub (que pot ocórrer després d'actualitzar diversos paquets). Les modificacions més comunes del fitxer /boot/grub/grub.cfg (per afegir paràmetres de la línia d'ordres al nucli o canviar la durada que es mostra el menú, per exemple) es fan a través de variables a /etc/default/grub. Per afegir entrades al menú podeu crear un fitxer /boot/grub/custom.cfg o modificar el fitxer /etc/grub.d/40_custom. Per a configuracions més complexes, podeu modificar altres fitxers a /etc/grub.d, o afegir-n'hi; aquests scripts haurien de retornar fragments de configuració, possiblement fent ús de programes externs. Aquests scripts són els que actualitzaran la llista de nuclis per arrencar: 10_linux té en compte els nuclis Linux instal·lats; 20_linux_xen té en compte els sistemes virtuals Xen, i 30_os-prober afegeix altres sistemes operatius existents (Windows, OS X, Hurd), imatges de nucli, i opcions d'accés BIOS/EFI al menú.

COMPTE error: symbol `grub_*' not found

Un dels problemes més freqüents quan s'utilitza GRUB és que els usuaris es troben amb un error com error symbol `grub_calloc' not found i ja no poden arrencar el sistema. La majoria de les vegades aquest error és causat per la instal·lació d'una versió actualitzada del GRUB que fa que els mòduls nous de /boot/grub siguin incompatibles amb les imatges antigues del nucli en el sector d'arrencada al qual salta el microprogramari en arrencar la màquina. Això passa en sistemes que estan configurats per executar grub-install a un dispositiu de destí que no és realment el que utilitza el microprogramari per arrencar el vostre sistema (per exemple després de reemplaçar discos o moure'ls - es pot veure el problema quan s'executa dpkg-reconfigure grub-pc mostrant el dispositiu de destí incorrecte). Amb el llançament de Debian 11 Bullseye (el canvi també es va migrar a Buster) el procés d'actualització ara comprova aquest problema i avorta amb un error en el cas que trobi aquesta circumstància.

→ https://bugs.debian.org/bug=966575#95

Setting up grub-pc (2.02+dfsg1-20+deb10u4) ...
/dev/disk/by-id/[..] does not exist, so cannot grub-install to it!
You must correct your GRUB install devices before proceeding:

  DEBIAN_FRONTEND=dialog dpkg --configure grub-pc
  dpkg --configure -a
dpkg: error processing package grub-pc (--configure):
 installed grub-pc package post-installation script subprocess returned error exit status 1

Per solucionar el problema i continuar el procediment d'actualització, només cal seguir el consell i executar com a superusuari les ordres donades pel missatge d'error.

8.8.3. Ús del GRUB amb EFI i Secure Boot

L'ús de GRUB per arrencar un sistema BIOS tradicional (antic o amb UEFI-CSM) o un sistema UEFI és molt diferent. Afortunadament, l'usuari no necessita conèixer les diferències perquè Debian proporciona diferents paquets per a cada propòsit i l'instal·lador es preocupa automàticament de quin/s triar. El paquet grub-pc és escollit per a sistemes antics, on GRUB està instal·lat l'MBR, mentre que els sistemes UEFI requereixen grub-efi-arquitectura, on GRUB està instal·lat a la partició EFI System (ESP). Aquest últim requereix una taula de particions GTP així com una partició EFI.

→ https://wiki.debian.org/Grub2#UEFI_vs_BIOS_boot

Per canviar un sistema existent (suportant UEFI) del mode d'arrencada antic al mode UEFI no només cal canviar els paquets GRUB del sistema, sinó també ajustar la taula de particions i el per crear una partició EFI (i probablement incloent-hi el redimensionat de les particions existents per crear l'espai lliure necessari). Per tant, es tracta d'un procés bastant elaborat i que no podem cobrir-lo aquí. Afortunadament, hi ha alguns manuals de “blòguers” que descriuen els procediments necessaris.

Si utilitzeu un sistema amb «Secure Boot» habilitat i heu instal·lat shim-signed (vegeu la barra lateral CULTURA Arrencada segura i el gestor d'arrencada «shim»), també heu d'instal·lar grub-efi-arquitectura-signed. Aquest paquet no s'inclou automàticament, només si s'ha activat la instal·lació del paquet recomanat.