grub-0.97で2TiB超えHDDを使う

grub-0.97(grub-legacy)で2TiB超えHDDを使う

・2013-02-02 use larger than 2 TB disk
GPTディスクの場合はgrubのsetupコマンド使った簡単セットアップはすすめられません。理由の１つはstage1_5をMBRの直後に埋め込むことができない。もう１つはstage2が2TiBを超えた位置にある場合はエラーになるからです。
したがって、stage1_5またはstage2を事前にGPTの後ろに書き込んでからinstallコマンドを使ってセットアップします。以下は3TBのHDDでやってみた例です。

(1) gdiskコマンド等でGPTパーティショニングします(以下は3TB丸ごと 1パーティションで確保した例)。
sgdiskコマンドで結果を表示してみます。　　# sgdisk -p /dev/sdb 　　Disk /dev/sdb: 5860533168 sectors, 2.7 TiB 　　Logical sector size: 512 bytes 　　Disk identifier (GUID): 379419D7-0F1F-4FB5-8800-490E3D800689 　　Partition table holds up to 128 entries 　　First usable sector is 34, last usable sector is 5860533134 　　Partitions will be aligned on 2048-sector boundaries 　　Total free space is 2014 sectors (1007.0 KiB) 　　Number Start (sector) End (sector) Size Code Name 　　 1 2048 5860533134 2.7 TiB 8300 Linux filesystem (2) ファイルシステムを作成して、grubのバイナリをファイルシステムにコピーします。そしてstage1_5をGPTの後ろの空き領域に埋め込みます。 menu.lstも適当に作ってコピーします。
以下はext4ファイルシステムを作成して、ext2用のstage1_5をLBA 64から書き込んでいます。　　# mkfs.ext4 /dev/sdb1 　　(メッセージが表示される) 　　# mount /dev/sdb1 /mnt 　　# mkdir -p /mnt/boot/grub 　　# cp stage1 stage2 menu.lst /mnt/boot/grub/ 　　# dd if=e2fs_stage1_5 of=/dev/sdb seek=64 　　20+1 records in 　　・・・　　(21セクター使用したことが分かる) (3) 当サイトのビルド済みバイナリをそのまま使う場合、USBメモリに書き込んで起動できるようにします。
以下はカレントディレクトリが解凍した中で、USBメモリは3番目のディスクの例。　　# pwd 　　/tmp/grub-0.97lenny 　　# cat stage1 stage2 | dd of=/dev/sdc (4) USBメモリからgrubを起動し、installコマンドでHDDにgrubをセットアップします。
以下の例は3TBディスクが2台目のHDDとして認識されています。　　grub> geometry (hd1) 　(2台目であることを確認) 　　drive 0x81: C/H/S = 1024/255/63, The number of sectors = 5860533168, LBA 　　 Partition num: 0, Filesystem type is ext2fs, partition type 0x8300 　　grub> root (hd1,0) 　　 Filesystem type is ext2fs, partition type 0x8300 　　grub> install /boot/grub/stage1 (hd1) (hd1)64+21 p (hd1,0)/boot/grub/stage2 　　(何も表示されなければインストール成功です) stage1_5がLBA 64以降の21セクターにあるので上記のようなinstallコマンドの引数になります。そしてこれは当ディスクを1台目のHDDとして起動する場合です。
リブートし、この3TBディスクを1台目のHDDとして起動します (お使いのPCのBIOSで起動ドライブが選択できるならそうします。できなければHDDをつなぎ替えます)。 (2)で設定した当grubのメニューが表示されればOKです。

また、stage2をGPTの後ろに埋め込む場合は以下のようになります。

(2a) (2)と異なる部分を示します。　　# cp stage1 menu.lst /mnt/boot/grub/ 　　# dd if=stage2 of=/dev/sdb seek=256 　　276+1 records in 　　・・・　　(277セクター使用したことが分かる) (4a) (4)と異なる部分を示します。　　grub> install /boot/grub/stage1 (hd1) (hd1)256+277 (hd0,0)/boot/grub/menu.lst stage2がLBA 256以降の277セクターにあり、そしてmenu.lstが起動時の1台目のディスクの第1パーティションにあるので上記のようなinstallコマンドの引数になります。
: grub legacy development
この2TiB超ディスクサポートgrubで色々テストしてみます。　　grub> geometry (hd0) 　(3TBディスクが1台目のHDDであることを確認) 　　drive 0x80: C/H/S = 1024/255/63, The number of sectors = 5860533168, LBA 　　 Partition num: 0, Filesystem type is ext2fs, partition type 0x8300 　　grub> blocklist (hd0)0xffffffff+1 　(2TiBの最終セクター 2^32-1 をBIOS INT13HでREAD) 　　(hd0)4294967295+1 　　grub> blocklist (hd0)0x100000000+1 　(2TiB超えの最初のセクター 2^32 をBIOS INT13HでREAD) 　　(hd0)4294967296+1 　　grub> blocklist (hd0)5860533167+1 　(当3TB Diskの最終セクターをBIOS INT13HでREAD) 　　(hd0)5860533167+1 　　grub> root (hd0) 　　 Filesystem type unknown, using whole disk 　　grub> cmp 1+1 5860533167+1 　(第1GPTヘッダーと第2GPTヘッダーの比較) 　　Differ at the offset 16: 0x9b [1+1], 0x3 [5860533167+1] 　(CRC32) 　　Differ at the offset 17: 0xe9 [1+1], 0xf6 [5860533167+1] 　　Differ at the offset 18: 0xca [1+1], 0xde [5860533167+1] 　　Differ at the offset 19: 0x59 [1+1], 0x6e [5860533167+1] 　　Differ at the offset 24: 0x1 [1+1], 0xaf [5860533167+1] 　(自ヘッダーのLBA) 　　Differ at the offset 25: 0x0 [1+1], 0xa3 [5860533167+1] 　　Differ at the offset 26: 0x0 [1+1], 0x58 [5860533167+1] 　　Differ at the offset 27: 0x0 [1+1], 0x5d [5860533167+1] 　　Differ at the offset 28: 0x0 [1+1], 0x1 [5860533167+1] 　　Differ at the offset 32: 0xaf [1+1], 0x1 [5860533167+1] 　(他ヘッダーのLBA) 　　Differ at the offset 33: 0xa3 [1+1], 0x0 [5860533167+1] 　　Differ at the offset 34: 0x58 [1+1], 0x0 [5860533167+1] 　　Differ at the offset 35: 0x5d [1+1], 0x0 [5860533167+1] 　　Differ at the offset 36: 0x1 [1+1], 0x0 [5860533167+1] 　　Differ at the offset 72: 0x2 [1+1], 0x8f [5860533167+1] 　(GPTエントリーのLBA) 　　Differ at the offset 73: 0x0 [1+1], 0xa3 [5860533167+1] 　　Differ at the offset 74: 0x0 [1+1], 0x58 [5860533167+1] 　　Differ at the offset 75: 0x0 [1+1], 0x5d [5860533167+1] 　　Differ at the offset 76: 0x0 [1+1], 0x1 [5860533167+1] 　　grub> cmp 2+1 5860533135+1 　(GPTエントリーが同一であることを確認) 　　　(同一である場合は何も表示されない) 　　grub> 　　grub> blocklist (hd0,0)/boot/initrd.img-3.2.0-37-generic 　(initrdが読み込めることを確認) 　　(hd0,0)311296+32768,271624+516 　事前に大きなファイルを沢山作り、2TiBを超えるまで埋めた。　　grub> blocklist (hd0,0)/100m/00/f00001 　(最初のファイルが読み込めることを確認) 　　(hd0,0)2605056+16384,2637824+188416 　　grub> blocklist (hd0,0)/100m/22/f22333 　(2TiBを超えている位置にあるファイルが読み込めることを確認) 　　(hd0,0)4996579328+204800 ・2013-02-11
FreeBSD 9.1R をインストールしてみました。FreeBSDのコマンドで3TBディスクを表示してみると、　　# gpart show 　　=> 34 5860533101 ada0 GPT (2.7T) 　　 34 6 - free - (3.0k) 　　 40 128 1 freebsd-boot (64k) 　　 168 5851053944 2 freebsd-ufs (2.7T) 　　 5851054112 8388608 3 freebsd-swap (4.0G) 　　 5859442720 1090415 - free - (532M) Linuxのsgdiskコマンドで表示してみると、　　# sgdisk -p /dev/sdb 　　　(中略) 　　Total free space is 1090421 sectors (532.4 MiB) 　　Number Start (sector) End (sector) Size Code Name 　　 1 40 167 64.0 KiB A501 　　 2 168 5851054111 2.7 TiB A503 　　 3 5851054112 5859442719 4.0 GiB A502 当サイトのgrubのgeometryコマンドで表示してみると、　　grub> geometry (hd0) 　　drive 0x80: C/H/S = 1024/255/63, The number of sectors = 5860533168, LBA 　　 Partition num: 0, Filesystem type unknown, partition type 0xa501 　　 Partition num: 1, Filesystem type is ufs2, partition type 0xa503 　　 Partition num: 2, Filesystem type unknown, partition type 0xa502 FreeBSDのインストーラーのbsdinstallはパーティションを 1MiB単位に揃えようとすることはないようです。 MBRには/boot/pmbr がセットされていて、これはGPTのFreeBSD bootパーティションを探し出し、そこからバイナリをロード・実行するようです。 FreeBSD bootパーティションは64KiBと小さく、ファイルシステムではありません。
FreeBSD bootパーティション：FreeBSD流では/dev/ada0p1、Linux流では/dev/sda1の前半部分には /boot/gptboot がセットされています。これはルートファイルシステムを探し出し、その中の/boot/loaderを実行する役割だと思われます。
bsdinstallはディスクに空きをほとんど作らないので、これにgrub-0.97 をインストールする方法としては、FreeBSD bootパーティションにstage1_5 を入れるか、UFS2の先頭にstage1_5をセットするかの２通りあります。
ここではFreeBSD bootパーティションにstage1_5を埋め込む方法をやってみます。( FreeBSDのブートローダーを置き換えますので、バックアップをお勧めします)

(1) FreeBSDを起動し、grubのバイナリ(*stage*) を /boot/grub/ にコピーします。
FreeBSDのddコマンドはブロックデバイスに書き込む時にちょうど512バイト単位でないとエラーになるので、stage1_5の後ろをzeroで埋めてからFreeBSD boot パーティションにコピーします。　　# pwd 　　/boot/grub 　　# dd if=/dev/zero of=zero1 count=1 　　# dd if=ufs2_stage1_5 of=/dev/null 　　18+1 records in 　　・・・　　(19セクター使っていることが分かる) 　　# cat ufs2_stage1_5 zero1 > ufs15 　　# dd if=ufs15 of=/dev/ada0p1 count=19 (2) 以下のような menu.lst を /boot/grub/ の中に作っておきます。　　title FreeBSD 9.1R 　　root (hd0,1) 　　kernel /boot/loader (3) 当サイトのビルド済みバイナリを書き込んだUSBメモリで起動し、 installコマンドでgrubをセットアップします。(この3TBディスクが1台目のHDDの場合) 　　grub> root (hd0,1) 　　 Filesystem type is ufs2, partition type 0xa503 　　grub> install /boot/grub/stage1 (hd0) (hd0,0)0+19 (hd0,1)/boot/grub/stage2 　　(何も表示されなければインストール成功です) 再起動し、(2)のメニューが表示されて、EnterでFreeBSDが起動されればOKです。

・2013-02-15
FreeBSDのパーティショニングがあまり面白くなかったので、Linuxのgdisk で色々なパーティションを作り、その後FreeBSDをインストールしてみました。 Linuxのsgdiskコマンドで表示してみると、　　# sgdisk -p /dev/sdb 　　　(中略) 　　Total free space is 2014 sectors (1007.0 KiB) 　　Number Start (sector) End (sector) Size Code Name 　　 1 2048 524287 255.0 MiB EF00 EFI System 　　 2 524288 786431 128.0 MiB EF02 BIOS boot partition 　　 3 786432 1048575 128.0 MiB 0700 Microsoft basic data 　　 4 1048576 8388607 3.5 GiB 0700 Microsoft basic data 　　 5 8388608 268435455 124.0 GiB 0700 Microsoft basic data 　　 6 268435456 335544319 32.0 GiB 0700 Microsoft basic data 　　 7 335544320 1056964607 344.0 GiB 7F01 ChromeOS root 　　 8 1056964608 1073217535 7.8 GiB 8200 Linux swap 　　 9 1073217536 1073741823 256.0 MiB 8300 Linux filesystem 　　 10 1073741824 2147483647 512.0 GiB 8300 Linux filesystem 　　 11 2147483648 3221225471 512.0 GiB 8300 Linux filesystem 　　 12 3221225472 4294967295 512.0 GiB 8300 Linux filesystem 　　 13 4294967296 5368709119 512.0 GiB 8300 Linux filesystem 　　 14 5368709120 5368709247 64.0 KiB A501 FreeBSD boot 　　 15 5368711168 5370806271 1023.0 MiB A502 FreeBSD swap 　　 16 5370806272 5637144575 127.0 GiB A503 FreeBSD UFS 　　 17 5637144576 5771362303 64.0 GiB A800 Apple UFS 　　 18 5771362304 5855248383 40.0 GiB A902 NetBSD FFS 　　 19 5855248384 5860533134 2.5 GiB FD00 Linux RAID FreeBSDのブートコードがインストールされなかったので、FreeBSDを起動し以下のコマンドを実行しました。　　# gpart bootcode -b /boot/pmbr -p /boot/gptboot -i 14 ada0 ところが最初ブートしませんでした。原因は14番目のFreeBSD bootパーティションのサイズを最初1MiB 取っていたためでした。pmbr はbootパーティション丸ごとメモリにロードする仕様になっています。 bootパーティションを64KiBに縮めて無事にFreeBSDが起動できるようになりました。 pmbr, gptboot共、64ビットLBA対応しています。
この状態の3TBディスクを当サイトのgrubで表示してみると以下のようになります。　　grub> geometry (hd0) 　　drive 0x80: C/H/S = 1024/255/63, The number of sectors = 5860533168, LBA 　　 Partition num: 0, Filesystem type is fat, partition type 0xef00 　　 Partition num: 1, Filesystem type unknown, partition type 0xef02 　　 Partition num: 2, Filesystem type is fat, partition type 0x100 　　 Partition num: 3, Filesystem type is fat, partition type 0x600 　　 Partition num: 4, Filesystem type is ntfs, partition type 0x700 　　 Partition num: 5, Filesystem type is fat, partition type 0xb00 　　 Partition num: 6, Filesystem type is ext2fs, partition type 0x7f01 　　 Partition num: 7, Filesystem type unknown, partition type 0x8200 　　 Partition num: 8, Filesystem type is minix, partition type 0x8300 　　 Partition num: 9, Filesystem type is ext2fs, partition type 0x8300 　　 Partition num: 10, Filesystem type is jfs, partition type 0x8300 　　 Partition num: 11, Filesystem type is reiserfs, partition type 0x8300 　　 Partition num: 12, Filesystem type is xfs, partition type 0x8300 　　 Partition num: 13, Filesystem type unknown, partition type 0xa501 　　 Partition num: 14, Filesystem type unknown, partition type 0xa502 　　 Partition num: 15, Filesystem type is ufs2, partition type 0xa503 　　 Partition num: 16, Filesystem type is ufs2, partition type 0xa800 　　 Partition num: 17, Filesystem type is ffs, partition type 0xa902 　　 Partition num: 18, Filesystem type unknown, partition type 0xfd00 パーティション16,17の ufs2, ffs はFreeBSDでnewfsしたものですので、あしからず。
・2013-02-16
MBRにFreeBSDのブートコードが入っている状態だと grubが動かず何かと不便なので MBRをバックアップしてFreeBSD bootパーティションの後方の空き領域に埋め込み、その後 grubを (2a) (4a) の要領でインストールしました。FreeBSDは元のMBRのバックアップを chainloadすることでも起動できます。　 (Linuxで操作。このとき3TBディスクは 2台目のHDD) 　　# dd if=/dev/sdb of=/tmp/mbr-freebsd count=1 　　# dd if=/tmp/mbr-freebsd of=/dev/sdb14 seek=120 　 (grubのmenu.lstに追記する。このとき3TBディスクは 1台目のHDD) 　　title FreeBSD 9.1R 　　chainloader (hd0,13)120+1
・2013-03-10
（このページのテーマとはズレていますがあしからず）
Hybrid MBR で Windows XP(SP3)が使えるか試してみました。結果はインストールも動作も不可。原因を探っていくと、GPTディスクでなくてもMBRの第1パーティションIDが ee だと　　次のファイルが存在しないかまたは壊れているため、Windows を　　起動できませんでした: 　　<Windows root>¥system32¥hal.dll. が出てNG。
しかし、パーティションIDを ee 以外に変更すると(0a, da, ff の3つを試した) インストール・動作OKでした。
BIOS設定ですが、Windows XPインストール時は、SATA MODE を IDE Mode に、 SATA IDE Combined MODE を Enabled にしました。
1TBディスクにインストールした時は、その後、ahcitool(IDE→AHCI変更ツール) を使いahciドライバーをインストール後、BIOS設定を、SATA MODE を AHCI Mode に、 SATA IDE Combined MODE を Disabled にして動作しています。
3TBディスクにWindows XP をインストールする場合、ahciドライバーをインストールすると起動しなくなります。 BIOS設定は SATA MODE を IDE Mode にしておく必要があります。Windows XP は3TBディスクを746.51GBと認識しています。
結論として、GPTディスクでWindows XPを使う場合はHybrid MBRにしておき、 Windows XPを起動するときだけ、MBRの第1パーティションIDを ee 以外に変更することで対応できます。(当サイト提供grubの install src cp dest コマンドを使えば簡単です［参考：grub：機能追加］）
・2013-03-13　正常なHybrid MBRの状態を sfdisk, sgdiskコマンドで表示すると、　　# sfdisk -d /dev/sdb 　　WARNING: GPT (GUID Partition Table) detected on '/dev/sdb'! The util sfdisk doesn't support GPT. Use GNU Parted. 　　# partition table of /dev/sdb 　　unit: sectors 　　/dev/sdb1 : start= 1, size= 2047, Id=ee 　　/dev/sdb2 : start= 2048, size= 32127952, Id= 7, bootable 　　/dev/sdb3 : start= 32130000, size= 16065000, Id=82 　　/dev/sdb4 : start= 48195000, size=112455000, Id=83 　　# sgdisk -p /dev/sdb 　　Disk /dev/sdb: 5860533168 sectors, 2.7 TiB 　　　(中略) 　　Number Start (sector) End (sector) Size Code Name 　　 1 2048 32129999 15.3 GiB 0700 Microsoft basic data 　　 2 32130000 48194999 7.7 GiB 8200 Linux swap 　　 3 48195000 160649999 53.6 GiB 8300 Linux filesystem 　　 4 160650000 1502827279 640.0 GiB 8300 Linux filesystem 　　 5 1502827280 5860533134 2.0 TiB 8300 Linux filesystem MBR第1パーティションIDを ee から 0a に変更した状態で sfdisk, sgdisk, gdisk, parted コマンドで表示すると、　　# sfdisk -d /dev/sdb 　　WARNING: GPT (GUID Partition Table) detected on '/dev/sdb'! The util sfdisk doesn't support GPT. Use GNU Parted. 　　# partition table of /dev/sdb 　　unit: sectors 　　/dev/sdb1 : start= 1, size= 2047, Id= a 　　/dev/sdb2 : start= 2048, size= 32127952, Id= 7, bootable 　　/dev/sdb3 : start= 32130000, size= 16065000, Id=82 　　/dev/sdb4 : start= 48195000, size=112455000, Id=83 　　# sgdisk -p /dev/sdb 　　Invalid partition data! 　　# gdisk -l /dev/sdb 　　GPT fdisk (gdisk) version 0.8.5 　　Partition table scan: 　　 MBR: MBR only 　　 BSD: not present 　　 APM: not present 　　 GPT: present 　　Found valid MBR and GPT. Which do you want to use? 　　 1 - MBR 　　 2 - GPT 　　 3 - Create blank GPT 　　Your answer: ^C [中断] 　　# parted -l 　　　(中略) 　　Warning: /dev/sdb contains GPT signatures, indicating that it has a GPT table. 　　However, it does not have a valid fake msdos partition table, as it should. 　　Perhaps it was corrupted -- possibly by a program that doesn't understand GPT 　　partition tables. Or perhaps you deleted the GPT table, and are now using an 　　msdos partition table. Is this a GPT partition table? 　　Yes/No? ^C [中断] 　　Model: ATA TOSHIBA DT01ACA3 (scsi) 　　Disk /dev/sdb: 3001GB 　　Sector size (logical/physical): 512B/4096B 　　Partition Table: gpt 　　Number Start End Size File system Name Flags 　　 1 1049kB 16.5GB 16.4GB ntfs Microsoft basic data 　　 2 16.5GB 24.7GB 8225MB Linux swap 　　 3 24.7GB 82.3GB 57.6GB ext4 Linux filesystem 　　 4 82.3GB 769GB 687GB ext4 Linux filesystem 　　 5 769GB 3001GB 2231GB xfs Linux filesystem 　　　(中略) Hybrid MBRでもないおかしな状態ですので、コマンドによっては色々警告やアドバイスをしてくれています。
ちなみにこの状態でWindows XPを起動できるのですが、grub起動時にこのHDDがBIOSから2台目のHDDとして見えている場合は次のようにします。　　grub> map (hd1) (hd0) 　　grub> chainloader (hd1,1)0+1 　　grub> boot
・2013-03-31
stage2が2TiBを超えた位置にあってもロードできるように、stage1を改造してみました。
　　こちら→ 6. ハックするぞ～　[LBA48]

・2013-04-17, 05-02
3TBディスクにGPTでWindowsパーティションとLinuxパーティションを確保し、exFATとNILFS2でフォーマットして当サイトのgrubで表示してみると以下のようになります。　　grub> geometry (hd0) 　　drive 0x80: C/H/S = 1024/255/63, The number of sectors = 5860533168, LBA 　　 Partition num: 0, Filesystem type is exfat, partition type 0x700 　　 Partition num: 1, Filesystem type is nilfs2, partition type 0x8300

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更新： 2 May. 2013

2 Feb. 2013