Dreimal Windows oder Linux dank Bootmanager Grub 2

Mit GRUB 2 schickt sich ein neuer Bootloader an, die Herzen der Linuxer zu erobern. Doch auch für Windows-Poweruser, die einen flexiblen Bootmanager zum Start parallel installierter Systeme aus Redmond suchen, lohnt sich der Blick auf den Loader und Live-Systeme, die ihn enthalten.

Bootloader für Dualboot-Systeme wie Windows und Linux sind eine lange Geschichte, an die ein Nutzer, der hin und wieder ein Linux installiert, auch schmerzhafte Erinnerungen haben dürfte. Bis kurz nach der Jahrtausendwende war ein Loader namens LILO ("Linux Loader") das Maß der Dinge - und dieser an Unflexibilität kaum zu überbieten.Weil LILO keine Dateisysteme lesen konnte, sondern die LBA-Adressen von Kernel und Initrd kennen musste, erforderte LILO nach jedem Kernel-Update ein Neuschreiben des Bootloaders. Auch der Umgang mit Windows-Systemen war nicht gerade simpel: Für NT basierte Windows-Systeme war es erforderlich, eine blockweise Kopie des Windows-Bootloaders zu erstellen und diese LILO hinzuzufügen.

Die Ablösung erfolgte ab etwa 2001 mit dem GRand Unified Bootloader, kurz GRUB, den das GNU-Projekt als flexible Alternative im Hinblick auf den Start von verschiedenen Startmedien (Festplatte, CD und Netzwerk) sowie verschiedenen Dateisystemen (ISO, ext2, ext3, FAT) entwickelte. Auch für andere Betriebssysteme als Linux war GRUB ausgelegt, doch der Fokus lag nach wie vor auf dem freien Unix-Klon.

Da GRUB Dateisysteme lesen und beim Start Änderungen an der Partitionstabelle vornehmen kann, passte der Bootloader nicht mehr in die dafür vorgesehenen 446 Bytes des MBR. GRUB ist daher mehrstufig aufgebaut: Nur die erste Stufe sitzt im MBR der Bootplatte, diese referenziert eine zweite Stufe, die Dateisysteme lesen kann, über ihre Blockadresse.

Schließlich kommt eine dritte Stufe ins Spiel, welche die eigentliche Logik enthält, die für das Finden des Kernels, die Auswertung der Konfiguration etc. zuständig ist.

Die Zukunft ist modularer

Als GRUB auf den Markt kam, waren viele Entwicklungen in den Bereichen Dateisysteme, Bootmedien und Betriebssysteme nicht absehbar. Alleine der Trend zum Start von USB-Sticks oder die Tatsache, dass externe SATA-Platten einem BIOS und damit dem Bootloader ständig neue Kombinationen von Festplatten präsentieren, stellt einen universellen Bootloader vor große Aufgaben.

Bis etwa 2006 lag daher der Fokus auf einer Erweiterung von GRUB 1 (Legacy-GRUB) um neue Funktionen. 2006 stellten die Entwickler dann fest, dass künftig zu erwartende Entwicklungen in Sachen Hardware, Datei- und Betriebssysteme es ratsam erscheinen lassen, neue Funktionen nicht in GRUB aufzunehmen, sondern einen Nachfolger zu entwickeln, der deutlich modularer aufgebaut ist.

Der Nachfolger in spe wurde zunächst unter dem Namen PUPA entwickelt, seit etwa 2007 trägt er die Bezeichnung GRUB 2 und stellt den Schwerpunkt der Entwicklung dar. Leider kam die Entwicklung seither eher zögerlich voran. Ein großer Sprung kam erst Mitte 2009 mit der Auslieferung von GRUB 1.97 durch einige große Linux-Distributoren. So verwendet Ubuntu 9.10 GRUB 2 als Standard-Bootloader und trägt damit dazu bei, dass der Fokus auch bei Benutzern auf die neue Version fällt.

Bereits ein Blick in das Installationsverzeichnis /boot/grub einer Ubuntu-Installation zeigt die massiven Unterschiede: Statt einer zweiten und dritten Stufe finden Sie hier die Dateien boot.img, core.img, diskboot.img und kernel.img, welche die eigentliche Logik des Bootloaders enthalten und eine Reihe an Modulen mit der Endung .mod.

Bei diesen Modulen handelt es sich meist um Treiber für Dateisysteme oder die Unterstützung für das Laden bestimmter Kernel. Interessant sind aber auch Module wie vga.mod, welches einen Grafikmodus bereitstellt oder usb_keyboard.mod, das eine USB-Tastaturunterstützung für Plattformen anbietet, die keine USB-Legacy-Unterstützung bereitstellen.

Daneben gibt es mit sh.mod eine simple sh-ähnliche Shell und eine Reihe von Modulen, deren Verwendung sich bereits aus dem Namen erschließen sollte: zum Beispiel Interpreter für verschiedene Grafikformate oder das Modul datetime.mod, welches ein Auslesen der BIOS-Uhr ermöglicht.

Die Vorteile einer solchen Modularisierung liegen klar auf der Hand: Soll eine neue Grafikkartenfamilie unterstützt werden, die andere Modi als bisher bekannt benötigt, lässt sich die erforderliche Funktionalität für einen Programmierer als eigenes Modul realisieren. Der Nutzer wiederum muss nur die Module laden, die er auch wirklich benötigt. GRUB wird dadurch schneller und tendenziell robuster.