hack 完 iso 之後怎麼讓他從 usb 開機？（提示：使用 isohybrid 技術）

概述

到了最近才了解原來 live USB (用 USB 開機、甚至在 USB 裡面裝作業系統隨時可以插拔的技術）能夠開機是靠著「騙」 BIOS 以為他在開軟碟機（對就是 5.2 吋、3.5 吋磁片的那種軟碟機；應該很多人沒有看過了吧 @@??）

原本早期用 CD 開機是（live CD）：
BIOS --> 直接支援光碟機

live USB 的話就是：
BIOS --> 掃到 USB port，「以為」這是一個「插了光碟」的軟碟機 --> 基於軟碟機的規格、表頭去 chianload 到光碟的開機檔案

透過指令 apt-get source genisoimage 就可以看到實做原始碼；對原始碼查找 "floppy" 這個字眼就可以取得相關資訊。

實際可以用的工具

然而，如果只是單純將從光碟 dump 出來存成 iso9660 格式的檔案再倒入 USB device 的話，不能透過該 USB device 開機也只是剛好。因為 BIOS 認為他不是在光碟機的光碟、也沒有在硬碟（或是 block device）裡面可以讀懂並且用來開機的檔案（MBR boot sectors 或是 boot files in EFI partition）。

因此要做兩件事情：
* 在把 iso 倒入 usb device 的時候，要使用某種「從軟碟跳到 iso 相關檔案」的工具做 mapping - 由 genisoimage 提供
* 如何讓 BIOS 認為「這是一個有開機檔案的軟碟」 - 由 isohybrid 提供

大概是像這樣

files in folder --> <genisoimage> --> iso associated to MBR or EFI structure

iso associated to MBR/EFI --> <isobybrid> --> bootable iso

更多 genisoimage 和 isohybrid 的使用細節可以參考 [1]

實際應用

想要改動基於 gparted 做出的 debian image[2]。下載該 image、修改、壓回去然後用 usb 載入。

genisoimage -A "GParted Live CD" -V "GParted-live" -publisher "GParted http://gparted.org" -input-charset iso8859-1 -f -r -hide-rr-moved -hide-joliet-trans-tbl -J -l -allow-limited-size -b syslinux/isolinux.bin -c syslinux/boot.cat -no-emul-boot -boot-load-size 4 -boot-info-table -eltorito-alt-boot -efi-boot EFI/images/efiboot.img -no-emul-boot ./ > /tmp/gparted-live-amd64-iso8859-1.iso

上面的指令基本上含意如下，


-A "GParted Live CD" -V "GParted-live" -publisher "GParted http://gparted.org"

簡單的標籤名稱，很好理解

 -input-charset iso8859-1

檔案編碼，iso8859-1 是除了xx 以外常用的編碼，若是不指定就會用系統的

-f -r -hide-rr-moved -hide-joliet-trans-tbl -J -l -allow-limited-size

-b syslinux/isolinux.bin

isolinux binary image, 真正的開機 bootloader。指示要去哪裡找 isolinux.bin。

-c syslinux/boot.cat -no-emul-boot

boot.cat 就是 boot.catalog

參考 http://www.tldp.org/HOWTO/Bootdisk-HOWTO/cd-roms.html
模擬 floppy 的 image, 目的是把 BIOS 帶往 iso 真正用來開機的檔案（在這個案例是 isolinux.bin，因為我們上面的 -b 指示往要找 isolinux.bin）

要理解這個參數，請見上面的概述。

-no-emul-boot 指的是不要產生 floppy emulator image (就是 catalog, 因為已經有了，強制不要免得產生不預期的行為）

-boot-load-size 4

4 其實就對對應到一個硬碟磁區(sector)可能的位元組2*n, 對應一個典型 MBR 的大小 (128*4 = 512 bytes) ，這也是把開機會用到的檔案按照表頭指示的標準位置放置好而已。

-boot-info-table

塞 info table 進去 boot file（按照 EL TORITO spec，EL TORITO 規格是 iso9660 規格的擴充，是「可開機光碟」)

-eltorito-alt-boot
-efi-boot EFI/images/efiboot.img
-no-emul-boot ./

• 後面這三個參數是三個一組，要一併使用。用來再生一個 iso filesystem (第二片光碟的意思，再這之前的選項生出給 MBR 格式用的，按照 MBR 會去找的位置放檔案），用於 UEFI 開機

到這邊就會打資料夾打包好變成一個符合 iso 9660 格式的 iso 檔案。最後再用 isohybrid 這個工具對此 iso 加工，使得我們可以引導 BIOS 把控制權交到 iso 中的那些可開機檔案（isolinux.bin 之類的）

isohybrid iso && isobybrid -u iso

前者使得 iso file 可以在 legacy mode 中開機，後者使得 iso file 可以在 UEFI mode 中開機。第一次 apply "isohybrid iso" 的時候，使用 disk 工具還看不到 EFI partition ，第二次 apply "isohybrid iso" 的時候，就可以看到 EFI partition 的結構出來了。

• 題外話，稍微試了一下似乎
  • isohybrid iso && isobybrid -u iso
    • 可如預期開機（live usb 第二次完成後會有 EFI partition）
  • isobybrid -u iso && isohybrid iso
    • 不會如預期開機 （live usb 不會顯示 EFI partition）
  • 順序有關是有影響的。

最後把整個 iso dd 進去 usb stick 就可以了。

dd if=/tmp/$ISONAME of=/dev/sdb bs=4M && sync

零碎的資訊補充

• genisoimage 就是 mkisofs 這個指令, 中間用 symbolic link

• xorriso 就可以想成像是 genisoimage 和 isohbrid 兩個指令混合

題外話，曾經無意間發現 genisoimage 的功能限制（不太算是 bug），有回報在 Launchpad 上面 https://bugs.launchpad.net/ubuntu/+source/cdrkit/+bug/1475250 ，有空的話其實可以考慮送個 patch 增強一下該工具。

小結

整體而言，就是 "pack" ISO (get contents), and then make it bootable；要注意把原本可以 usb 開機的 iso 解開的時候往往已經拿掉 bootable 的資訊了，例如 bootable file and partition file system structure.



[1] http://www.syslinux.org/wiki/index.php?title=Isohybrid
[2] http://gparted.org/liveusb.php