2.1.6 GRUB

GNU GRUB¹¹ (GRand Unified Boot loader) è il boot loader utilizzato nelle recenti distribuzioni di GNU/Linux. Le sue caratteristiche principali sono le seguenti

• • supporto nativo per il boot di sitemi operativi aderenti alle specifiche Multiboot (GNU/Linux, FreeBSD, NetBSD, OpenBSD, ...);
• • supporto per il boot in chain-loading di sistemi operativi non-Multiboot (DOS, Windows, OS/2, ...);
• • supporto di vari tipi di filesystem;
• • gestione dell’avvio del sistema operativo desiderato attraverso un’interfaccia utente a menù;
• • supporto per la modalità LBA: accesso a dischi con capacità superiore a 8 GiB;
• • elevata configurabilità;
• • possibilità di avvio via rete;
• • protezione dei file di configurazione con password;

Figura 2.4: Esempio del menù di avvio di GRUB.

All’avvio, GRUB visualizza un elenco dei possibili sistemi operativi avviabili (v. fig. 2.4).

Le possibilità di avvio di un sistema operativo da parte di GRUB sono due: in maniera diretta o per mezzo del chain-load. I sistemi operativi che aderiscono alle specifiche Multiboot (come Linux, FreeBSD, NetBSD e OpenBSD) possono essere caricati direttamente da GRUB, mentre gli altri sistemi operativi possono essere caricati soltanto tramite il meccanismo di chain-loading, ovvero GRUB demanda al boot loader del sistema specifico il suo avvio.

2.1.6.1 Stadi di avvio

GRUB è costituito da vari stadi (stage) di avvio, ognuno dei quali è rappresentato da un file: due stage essenziali (file stage1 e stage2) e degli stage opzionali (file *stage1_5¹²).

• stage1 Questo è un file essenziale per poter effettuare il boot con GRUB. Tipicamente si trova nel MBR o nel boot sector di una partizione. Poiché un boot sector è grande 512 byte, la dimensione di tale file è esattamente 512 byte. Tutto ciò che fa stage1 è di caricare il file stage2 o lo specifico file *stage1_5 dal disco (stage1 non gestisce nessun tipo di filesystem).
• stage2 Questo è il nucleo di GRUB. Generalmente risiede su un filesystem, ma ciò non è necessario.
• *stage1_5 Questa famiglia di file ha lo scopo di collegare il file stage1 al file stage2. Cioè *stage1_5 è caricato da stage1 e, a sua volta, carica stage2. Lo specifico *stage1_5 rende GRUB capace di gestire un determinato filesystem. In questo modo, si può spostare il file stage2 in una posizione diversa sul filesystem senza dover necessariamente reinstallare GRUB.

2.1.6.2 Identificatori dei dispositivi

Il modo in cui un dispositivo viene identificato da GRUB (nel suo linguaggio di scripting, ovvero nelle direttive contenute nell’apposito file di configurazione - v. più avanti) è illustrato di seguito. Per prima cosa ogni identificatore di dispositivo deve essere racchiuso tra parentesi tonde ed ha il seguente formato:

 
(device[,partition])  
dove

• device è il dispositivo e può assumere i seguenti valori:
  • hd0 il primo hard disk;
  • hd1 il secondo hard disk;
  • fd0 il primo floppy disk;
  • . . .

  GRUB non fa differenza tra dispositivi ATA (IDE) e SCSI. Generalmente i valori numerici che identificano i dischi ATA sono minori di quelli dei dischi SCSI presenti sulla stessa macchina.

• partition è un numero che identifica la partizione di un determinato disco. Tale valore inizia da 0 ed assume i seguenti significati:
  • 0 la prima partizione del disco;
  • 1 la seconda partizione del disco;
  • 2 la terza partizione del disco;
  • . . .

Quindi, ad esempio, il file vmlinuz che si trova nella directory /boot presente nella seconda partizione del primo hard disk potrà essere specificato come (hd0,1)/boot/vmlinuz.

2.1.6.3 Installazione

Se GRUB non è già utilizzato sul sistema e si desidera utilizzarlo come boot loader, è necessario seguire i passi sotto riportati.

Innanzi tutto è opportuno creare una directory grub nella directory /boot, e copiare al suo interno i file opportuni (*stage1_5, stage2, device.map, e menu.lst). Quindi non rimane altro che copiare il file stage1 nel MBR o nel settore di boot di una partizione dell’hard disk. Tutto ciò può essere fatto per mezzo del comando grub-install (man page grub-install(8)) o tramite l’interfaccia a riga di comando di GRUB, lanciabile con il comando grub (man page grub(8)).

Questa è una sorta di shell, con un insieme di comandi e direttive che rendono più agevole la gestione dell’avvio. L’elenco dei comandi/direttive è ottenibile attraverso il comando help.

È opportuno impostare come root directory di avvio la directory /boot (quella che contiene il file con il kernel di GNU/Linux)¹³ con il comando

 
grub> root (hd0,1)  
In questo caso la directory /boot è la seconda partizione (1) del primo disco (hd0). Se essa si trova all’interno della partizione del filesystem principale (/), contenuto nella prima partizione (0) del primo disco (hd0), l’impostazione della root directory di avvio sarebbe espressa da

 
grub> root (hd0,0)/boot  
A questo punto si può installare GRUB nel MBR del primo hard disk con il comando

 
grub> setup (hd0)  
Se si vuole, invece, installare GRUB nel settore di boot della prima partizione del primo hard disk, si può utilizzare il comando

 
grub> setup (hd0,0)  
Se si desidera installare GRUB in una partizione o un disco diverso dal primo, per poterlo far funzionare, si deve far lanciare GRUB tramite chain-load da un altro boot loader.

Si può anche installare GRUB su un dischetto di avvio. Per far ciò si devono copiare i file stage1 e stage2 rispettivamente sul primo e secondo settore del floppy.

# cd /usr/share/grub/i386-pc
# dd if=stage1 of=/dev/fd0 bs=512 count=1
1+0 records in
1+0 records out
# dd if=stage2 of=/dev/fd0 bs=512 seek=1
153+1 records in
153+1 records out

2.1.6.4 Configurazione

Il file di configurazione di GRUB è /boot/grub/menu.lst (talvolta esso può essere soltanto un symbolic link¹⁴). Tale file contiene le direttive per la presentazione a video dell’elenco dei possibili sistemi operativi da avviare in fase di boot e quelle per il loro effettivo avvio e viene intepretato da GRUB al suo avvio. Un tipico file di configurazione è quello riportato di seguito:

#
# Sample boot menu configuration file
#
# By default, boot the first entry.
default 0
# Boot automatically after 10 secs.
timeout 10
# For booting GNU/Linux
title GNU/Linux
kernel (hd0,1)/vmlinuz root=/dev/hda1
                                                                        
                                                                        
# For booting Windows
title Windows boot menu
root (hd0,0)
makeactive
chainloader +1

• default 0 indica a GRUB la scelta di default, in questo caso la prima voce del menù (le voci del menù di avvio sono quelle contraddistinte dalla parola chiave title), poiché il conteggio inizia da zero;
• timeout 10 indica a GRUB di avviare automaticamente la macchina con la scelta di default se non è stato premuto nessun tasto entro 10 secondi;
• title GNU/Linux definisce una voce di menù contenente il testo “GNU/Linux”;
• kernel (hd0,1)/vmlinuz root=/dev/hda1 indica a GRUB di lanciare il file /vmlinuz, il kernel di GNU/Linux, che (in questo caso) si trova nella directory principale della seconda partizione del primo hard disk ATA, passandogli il parametro root=/dev/hda1 che indica di “montare” come root directory del sistema, quella relativa alla prima partizione del primo disco ATA;
• title Windows boot menu definisce una voce di menù contenente il testo “Windows boot menu”;
• root (hd0,0) indica a GRUB di impostare come partizione di avvio la prima partizione del primo hard disk;
• makeactive indica a GRUB di rendere attiva l’impostazione della partizione di avvio;
• chainloader +1 indica a GRUB di caricare il boot loader presente sul primo settore della prima partizione del primo hard disk (+1).¹⁵