8.8. Configurando o carregador de boot (bootloader)

Isso provavelmente já é funcional, mas é sempre bom saber configurar e instalar o carregador de inicialização em caso dele desaparecer da MBR (Master Boot Record). Isso pode ocorrer depois da instalação de outro sistema operacional, como o Windows. A seguinte informação pode também ajudar você a modificar a configuração do carregador de inicialização caso necessário.

8.8.1. Identificando os Discos

CULTURA udev e /dev/

O diretório /dev/ tradicionalmente hospeda os chamados arquivos “especiais”, destinados a representar os periféricos do sistema (veja barra lateral DE VOLTA AO BÁSICO Permissão de acesso a dispositivos). Tempos atrás, era usado para armazenar todos os arquivos especiais que potencialmente poderiam ser usados. Essa abordagem tinha uma série de inconvenientes entre os quais o fato de restringir o número de dispositivos que alguém poderia usar (devido a lista de nomes codificados), e que era impossível saber quais arquivos especiais eram realmente úteis.

Atualmente, o gerenciamento de arquivos especiais é completamente dinâmico e combina mais com a natureza de encaixe a quente dos dispositivos. O núcleo coopera com o udev (Seção 9.11.3, “Como o udev Funciona”) para criar e apagar os dispositivos quando necessário a medida em que tais dispositivos aparecem ou desaparecem. Por esta razão, /dev/ não precisa ser persistente e é portanto um sistema de arquivos em RAM que inicia vazio e contém apenas entradas relevantes.

The kernel communicates lots of information about any newly added device and hands out a pair of major/minor numbers to identify it. With this udevd can create the special file under the name and with the permissions that it wants. It can also create aliases and perform additional actions (such as initialization or registration tasks). udevd's behavior is driven by a large set of (customizable) rules usually found in /lib/udev/rules.d/ and /etc/udev/rules.d/.

Com nomes atribuídos dinamicamente, você pode assim manter um mesmo nome para um determinado dispositivo, independentemente do conector utilizado ou a ordem da conexão, o que é especialmente útil quando você usa vários periféricos USB. A primeira partição no primeiro disco rígido pode então ser chamada de /dev/sda1 por questões de compatibilidade, ou /dev/root-partition se você preferir, ou ainda as duas opções ao mesmo tempo já que o udevd pode ser configurado para automaticamente criar uma ligação simbólica.

In ancient times, some kernel modules did automatically load when you tried to access the corresponding device file. This is no longer the case, and the peripheral's special file no longer exists prior to loading the module; this is no big deal, since most modules are loaded on boot thanks to automatic hardware detection. But for undetectable peripherals (such as very old disk drives or PS/2 mice), this doesn't work. Consider adding the modules, floppy, psmouse and mousedev to /etc/modules or /etc/modules-load.d/ in order to force loading them on boot.

A configuração do carregador de inicialização tem que identificar os diferentes discos rígidos e suas partições. O Linux usa arquivos especiais “block” armazenados no diretório /dev/, para esse propósito. Desde o Debian Squeeze, o esquema de nomeação para discos rígidos foi unificado pelo kernel Linux, e todos os discos rígidos (IDE/PATA, SATA, SCSI, USB, IEEE 1394) são agora representados por /dev/sd*.

Cada partição é representada por seu número no disco no qual reside: por exemplo, /dev/sda1 é a primeira partição do primeiro disco, e /dev/sdb3 é a terceira partição do segundo disco.

A arquitetura PC (ou “i386”, incluindo seu primo mais moço "amd64") a muito tem sido limitada a usar o formato de tabela de partição "MS-DOS", que apenas permite quatro partições “primarias” por disco. Para ir além desta limitação, sob esse esquema, uma delas tem que ser criada como uma partição “estendida”, e assim conter partições “secundárias” adicionais. Essas partições secundárias são numeradas a partir de 5. Assim a primeira partição secundária poderia ser /dev/sda5, seguida por /dev/sda6, etc.

Outra restrição de um formato de tabela de partição MS-DOS é que ela apenas permite discos de até 2 TiB de tamanho, o que está se tornando um problema real com os discos recentes.

A new partition table format called GPT (GUID Partition Table) loosens these constraints on the number of partitions (it allows up to 128 partitions when using standard settings) and on the size of the disks (up to 8 ZiB, which is more than 8 billion terabytes). If you intend to create many physical partitions on the same disk, you should therefore ensure that you are creating the partition table in the GPT format when partitioning your disk.

VISTA RÁPIDA O Identificador Único Global (GUID)

Using GPT the partition type is represented as a 16 bytes long universally unique identifier, also known as Globally Unique Identifier (GUID), which is part of the UEFI standard (see NOTA UEFI, um moderno substituto para a BIOS). Compared to the hex code used to determine the partition type in the MS-DOS table format, you will have a hard time trying to remember these identifiers. Fortunately there are lists with all the IDs which you can use to create partition recipes to use with sfdisk or for preseeding the Debian installer.

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

Nem sempre é fácil lembrar qual disco está conectado a qual controladora SATA, ou na terceira posição da cadeia SCSI, especialmente a partir da nomeação de discos rígidos "hotplugged" (que inclui, entre outros, a maioria dos discos SATA e discos externos) que podem mudar de uma inicialização para outra. Felizmente, o udev cria, em adição ao /dev/sd*, ligações simbólicas com um nome fixo, o qual você poderia, então, usar se você deseja identificar um disco rígido de maneira não ambígua. Essas ligações simbólicas são armazenadas em /dev/disk/by-id. Em uma máquina com dois discos físicos, por exemplo, pode-se encontrar o seguinte:

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#

Perceba que alguns discos se listam várias vezes (porque se comportam tanto como discos ATA ou SCSI simultaneamente), mas a informação relevante se encontra principalmente no modelo e os números de série dos discos, desde onde se pode encontrar o arquivo periférico. Enquanto as ligações em /dev/disk/by-id/ são criadas utilizando o número de série do dispositivo e o caminho físico, há mais ligações de conveniência em, por exemplo /dev/disk/by-label/ (baseado em etiquetas dadas), /dev/disk/by-uuid/ (baseado em identificadores únicos, que podem mudar ao reformatar um dispositivo usando mkfs.* ou mkswap), /dev/disk/by-path/ (baseado na caminho físico mais curto), e /dev/disk/by-partlabel/ e /dev/disk/by-partuuid/ (só partições com etiquetas GPT e seus identificadores únicos). Se usa estas ligações, por exemplo, em /etc/fstab, sempre prefere identificadores únicos sobre etiquetas. Também pode obter e mudar esta informação para a cada partição ou dispositivo utilizando os comandos lsblk e blkid.

Os arquivos de configuração de exemplo dados nas seções seguintes são baseados na mesma configuração: um único disco SATA, onde a primeira partição é uma antiga instalação Windows e a segunda contém o Debian GNU/Linux.

ALTERNATIVE The LILO bootloader

O LILO (LInux LOader) é o carregador de inicialização mais antigo — sólido, porém rústico. Ele escreve o endereço físico do kernel a ser carregado na MBR, o que faz com que a cada atualização do LILO (ou de seu arquivo de configuração) deva ser seguida pelo comando lilo. Esquecendo de fazer, isso fará com que o sistema seja incapaz de inicializar, se o antigo kernel foi removido ou substituído, já que o novo não estará no mesmo local no disco.

O arquivo de configuração do LILO é o /etc/lilo.conf; um arquivo simples para configurações padrão é ilustrado no exemplo abaixo.

Exemplo 8.4. LILO arquivo de configuração

# The disk on which LILO should be installed.
# By indicating the disk and not a partition.
# you order LILO to be installed on the MBR.
boot=/dev/sda
# the partition that contains Debian
root=/dev/sda2
# the item to be loaded by default
default=Linux

# the most recent kernel image
image=/vmlinuz
  label=Linux
  initrd=/initrd.img
  read-only

# Old kernel (if the newly installed kernel doesn't boot)
image=/vmlinuz.old
  label=LinuxOLD
  initrd=/initrd.img.old
  read-only
  optional

# only for Linux/Windows dual boot
other=/dev/sda1
  label=Windows

Em conformidade com a solicitação do mantedor e autor dO lilo, eliminou-se o carregador de arranque do Debian 11 Bullseye e é pouco provável que ele volte.

8.8.2. Configuração do GRUB 2

GRUB (GRand Unified Bootloader) é mais recente. Não é necessário invocá-lo após cada atualização do núcleo; o GRUB sabe como ler o sistema de arquivos e achar a posição do núcleo no disco por conta própria. Para instalá-lo na MBR do primeiro disco, simplesmente digite grub-install /dev/sda. Isto vai sobreescrever o MBR, portanto seja cuidadoso para não sobrescrever na localização errada. Embora seja também possível instalar o GRUB em um registro de boot de partição, fique atento que isto normalmente é um erro e fazer grub-install /dev/sda1 não faz a mesma coisa que grub-install /dev/sda.

NOTA Nomes dos discos para o 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.

As partições também tem um nome específico para o GRUB. Quando você usa partições “classical” no formato MS-DOS, a primeira partição no disco é rotulada como, (hd0,msdos1), a segunda (hd0,msdos2), etc.

GRUB 2 configuration is stored in /boot/grub/grub.cfg, but this file (in Debian) is generated from others. Be careful not to modify it by hand, since such local modifications will be lost the next time update-grub is run (which may occur upon update of various packages). The most common modifications of the /boot/grub/grub.cfg file (to add command line parameters to the kernel or change the duration that the menu is displayed, for example) are made through the variables in /etc/default/grub. To add entries to the menu, you can either create a /boot/grub/custom.cfg file or modify the /etc/grub.d/40_custom file. For more complex configurations, you can modify other files in /etc/grub.d, or add to them; these scripts should return configuration snippets, possibly by making use of external programs. These scripts are the ones that will update the list of kernels to boot: 10_linux takes into consideration the installed Linux kernels; 20_linux_xen takes into account Xen virtual systems, and 30_os-prober adds other existing operating systems (Windows, OS X, Hurd), kernel images, and BIOS/EFI access options to the menu.

CAUTION error: symbol `grub_*' not found

Um dos problemas mais frequentes ao utilizar GRUB é que os usuários recebem um erro como error symbol `grub_calloc' not found e já não podem arrancar o sistema. Na maioria das vezes a causa deste erro é pela instalação de uma versão atualizada de GRUB que faz que os novos módulos em /boot/grub sejam incompatíveis com as velhas imagens de núcleo no setor de arranque para onde o firmware salta ao arrancar sua máquina. Isto sucede em sistemas que estão configurados para executar grub-install a um dispositivo alvo que não é em realidade o que o firmware utiliza para arrancar seu sistema (por exemplo, após substituir ou mover os discos - se pode ver o problema ao executar dpkg-reconfigure grub-pc mostrando o dispositivo alvo equivocado). Com o lançamento do Debian 11 Bullseye (a mudança também está presente no Buster) o processo de atualização agora verifica este problema e sai com um erro caso encontre tal situação.

→ 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

Para solucionar o problema e continuar o procedimento de atualização, simplesmente siga o conselho e execute os comandos dados pela mensagem de erro como root.

8.8.3. Utilizando GRUB com EFI e Secure Boot

É bastante diferente usar GRUB para iniciar um sistema BIOS tradicional (herdado ou UEFI-CSM) ou um sistema UEFI . Felizmente o usuário não precisa conhecer as diferenças porque o Debian proporciona pacotes diferentes para cada propósito e o instalador se preocupa automaticamente com qual(is) eleger. O pacote grub-pc é escolhido para sistemas herdados, onde o GRUB se instala no MBR, enquanto os sistemas UEFI requerem grub-efi-arch, onde o GRUB se instala na partição do sistema EFI (ESP). Este último requer uma tabela de partição GTP bem como uma partição EFI.

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

Para mudar um sistema existente (que admite UEFI) do modo de início herdado ao modo UEFI não só é necessário mudar os pacotes GRUB do sistema, mas também ajustar a tabela de partições e criar uma partição EFI (provavelmente incluindo a mudança de tamanho das partições existentes para criar o espaço livre necessário). Portanto, é um processo bastante elaborado e não podemos o incluir aqui. Felizmente, existem alguns manuais de blogueiros que descrevem os procedimentos necessários.

Se você está usando um sistema com "Secure Boot" habilitado e tem instalado shim-signed (ver a barra lateral CULTURA Secure Boot e o carregador de boot shim), instale também o grub-efi-arquitetura-signed. Este pacote não vem automaticamente, só se você ativar a instalação do pacote recomendado.