Documentation `liveUSB` v0.1¶

Author:	Gregory DAVID <gregory.david@ac-nantes.fr>
Release:	0.1
Date:	11/09/2017
Copyright:	GNU Free Documentation License 1.3 with no Invariant Sections, no Front-Cover Texts, and no Back-Cover Texts

Présentation du système `liveUSB`¶

Clef USB démarrable, support de l’enseignement de la spécialité ISN en Terminale S (notamment, mais peut être construite pour d’autres usages : Physique/Chimie, Mathématiques, STI2D, etc.).

Contient une version adaptée de Debian GNU/Linux.

C’est une clef persistante (les modifications sont conservées entre les redémarrages).

Logiciels installés¶

Voir la liste des paquets installés.

Représentation de l’information¶

Représentation binaire¶

Opérations booléennes¶

logisim

Numérisation¶

Formats de données¶

Compression¶

Structuration et organisation de l’information¶

Algorithmique¶

Langages et programmation¶

Correction d’un programme¶

Langages de description¶

Architectures matérielles¶

Réseaux¶

Mathématiques¶

Global¶

Jeux¶

Visualiseurs¶

Son¶

Image¶

Vidéo¶

Systèmes de gestion de version (SCM)¶

Virtualisation¶

Navigateurs web¶

Bureautique¶

Communication¶

Comparaison avec ClefAgreg/Clef ISN¶

Il existe déjà une ClefAgreg/Clef ISN pour l’agrégation de mathématiques, pour l’informatique en prépa, pour l’ISN. Cette clef est référencée sur le site du SILO. Nous l’avons testée (voir l’issue #31) et elle fonctionne bien, sauf sur l’un de nos ordinateurs, qui est plutôt récent. Mais surtout, elle nous semble plus compliquée à configurer et à mettre à jour.

Téléchargement et utilisation du système `liveUSB`¶

Pour utiliser un système déjà configuré et testé (méthode la plus simple)¶

Téléchargement¶

La dernière image système validée et construite de liveUSB v0.1 est disponible au format .img.

Vous pouvez consulter les autres constructions en visitant liveUSB.

Documentations¶

Documentation distributeur : des instructions pour “recopier” le système sur une clef USB.
Documentation utilisateur : comment démarrer sur la clef liveUSB, et ensuite comment utiliser le système liveUSB, etc.

Pour configurer le système pour d’autres besoins (méthode plus complète)¶

Pour configurer la construction d’une autre image système, voir la Documentation constructeur.

Captures d’écran¶

Généralités¶

Voir Menu de démarrage de la clef (basé sur SYSLINUX) et Bureau et gestionnaire de fenêtres (Gnome3).

Menu de démarrage de la clef (basé sur SYSLINUX)

Bureau et gestionnaire de fenêtres (Gnome3)

Exemples d’applications préinstallées (ici en version 0.1)¶

Documentation utilisateur¶

Comment permettre le démarrage du système sur la clé¶

Utiliser le menu de démarrage¶

Au démarrage, il faut appuyer sur la touche qui indique à l’ordinateur de démarrer sur la clé, et non pas sur le disque dur. Pour trouver cette touche, cela dépend de votre matériel et vous devrez probablement être attentif aux informations affichées lors de l’allumage de l’ordinateur.

Note

Exemples : F8 (PC de bureau) ou F12 (PC portable).

Les périphériques suivants s’affichent :

USB Mass Storage Device
UEFI: SanDisk <= celui-ci
SanDisk <= ou celui-là

Entrer dans le BIOS¶

Si l’étape précédente n’a pas fonctionné, c’est qu’elle n’a pas été activée, ou qu’elle n’est pas disponible. Il faut alors aller dans le BIOS, et activer le menu de démarrage (boot menu), ou bien (directement à partir du BIOS) démarrer sur la clé. Exemples de touches à utiliser au démarrage : DEL ou F2.

Configuration par défaut¶

Le nom du compte d’utilisateur (login) est utilisateur, c’est celui qui apparaîtra dans le terminal.

Le nom visible est Utilisateur liveUSB, c’est ce qui apparaît dans Gnome3 ou d’autres applications.

Note

Le mot de passe du compte utilisateur est live.

Comment installer un paquet manquant¶

Par exemple, python-pygame n’est pas installé par défaut. Pour l’installer s’il y a besoin, voir l’issue #18.

Erreurs ou avertissements possibles¶

Apple Macintosh¶

Depuis la version v0.1.4, les images construites sont compatibles avec les Apple Macintosh qui démarrent en UEFI.

Windows is hibernated¶

Ce message peut apparaître au démarrage de la clé :

ntfs: (device sda2) : load_system_files(): Windows is hibernated. Mounting read-only. Run chkdsk

Cela provient du fait que Windows n’est pas vraiment éteint par défaut (Windows 8, Windows 10 par exemple). Il est en hibernation, afin de redémarrer plus vite. Il n’y a pas de problème lié à la clé live.

S’il y a besoin de monter la partition Windows, alors il faut éteindre complètement Windows avant de lancer la clé live.

Voir le forum de discussion.

Undefined video mode number: 317¶

Undefined video mode number: 317
Press <ENTER> to see video modes available, <SPACE> to continue, or wait 30 sec

L’écran du Asus Eee PC 1015PEM a une résolution de 1024x600 pixels, ce mode semble provoquer ce message (j’ai essayé en choisissant ENTER mais la résolution 1024x600 n’est pas proposée).

Donc ici on appuie directement sur SPACE et tout se déroule correctement ensuite.

Le système semble gelé en sortie de veille¶

Il est arrivé, sur un système de test, que la sortie de veille du système live gèle la machine. Ceci a été discuté dans l’issue #16 et ne semble pas avoir été rencontré à nouveau. Si toutefois vous rencontrez ce dysfonctionnement et qu’il est reproductible (c’est à dire si vous pouvez le refaire plusieurs fois selon la même méthode), venez alimenter l’issue #16 avec les informations suivantes :

modèle de votre machine,
quantité de mémoire vive (RAM exprimée en Go),
modèle du CPU (ex : Dual Core i5-2450M@2.4GHz),
version de liveUSB touchée par le dysfonctionnement,
description de la démarche pour reproduire le dysfonctionnement.

Documentation distributeur¶

Téléchargement de l’image système¶

La dernière image système validée et construite de liveUSB est disponible au format .img.

Vous pouvez consulter les autres constructions en visitant liveUSB.

Transfert de l’image système et configuration de la persistance¶

Choisir une méthode parmi les [Méthode A - rapide, simple et préférée] Sous GNU/Linux, méthode automatisée (automatisée) ou [Méthode B - pour comprendre] Sous GNU/Linux, méthode étape par étape (étape par étape).

Note

Ces méthodes utilisent exclusivement des outils libres GNU/Linux.

Avertissement

Pour les utilisateurs n’ayant pas un accès direct à GNU/Linux, une solution est possible la [Méthode C] Sous Windows.

Le mécanisme général est le suivant :

copie de l’image sur le périphérique USB (utilisation de dd)
création de la partition sur l’espace vide restant sur le périphérique USB (gparted, sfdisk, etc.)
formatage de la partition en ext4 (mkfs.ext4)
configuration de la persistance dans le fichier persistence.conf

Nomenclature¶

Voir Nomenclature pour des explications sur la nomenclature concernant les lignes de commande.

[Méthode A - rapide, simple et préférée] Sous GNU/Linux, méthode automatisée¶

Cette méthode est conçue pour faciliter le travail. L’automate burn peut-être utilisé.

Dans notre cas, la configuration de base promet d’assurer la persistance à partir d’une partition utilisant l’espace restant libre sur le support cible.

Note

Vous pouvez analyser le fichier burn de la ligne 883 à la fin afin de comprendre la façon dont cette étape est assurée.

Considérons que votre clef USB est associé au descripteur /dev/sde et que le fichier image système est dans liveUSB-amd64.img :

# ./burn --image liveUSB-amd64.img --device /dev/sde

ou

$ sudo ./burn --image liveUSB-amd64.img --device /dev/sde

Note

Aide en ligne de burn

$ sudo ./burn --help
burn v0.1.3-jessie
Brûler l'image de la clef liveUSB sur un périphérique choisi et configurer l'espace restant disponible pour accueillir la persistance du système.

Usage : burn [-h | --help] [[-d | --device] chemin] [[-i | --image] fichier.img] [-C | --no-copy] [-P | --no-persistence] [-K | --no-crypt] [-E | --no-efi | --no-uefi] [-v | --verbose | --debug] [-V | --very-verbose] [-u | --usage]

Options :

  SYSTÈME :
  -i, --image=fichier.img
                  Image de la clef à brûler
  -d, --device=chemin
                  Bloc device (périphérique mode bloc) destinataire
  -c, --copy      Force l'étape de copie de l'image (défaut)
  -C, --no-copy   Désactive l'étape de copie de l'image

  -p, --persistence
                  Force l'étape de persistance (défaut)
  -P, --no-persistence
                  Désactive l'étape de persistance

  CHIFFREMENT DE LA PERSISTANCE :
  -k, --crypt     Force le chiffrement de la partition de persistance (défaut)
  -K, --no-crypt  Désactive le chiffrement de la partition de persistance

  EFI / APPLE MAC :
  -e, --efi, --uefi
                  Force le démarrage en UEFI (défaut)
  -E, --no-efi, --no-uefi
                  Désactive le démarrage en UEFI (ne démarrera pas sur un Apple Mac)

  GÉNÉRALES :
  -h, --help      Affiche ce message d'aide et quitte
  --color         Force l'usage des couleurs ANSI
  --no-color      Désactive l'usage des couleurs ANSI (défaut)
  -v, --verbose, --debug
                  Affiche des informations supplémentaires
  -V, --very-verbose
                  Affiche le DEBUGAGE du script (set -x)
  --silent, --quiet
                  Tente d'être le plus discret possible
                  (seule les erreurs seront affichées en plus des intéractions utilisateur)

  NOTE : Vous devez avoir les droits 'sudo' ou être le super utilisateur pour exécuter ce programme.

[Méthode B - pour comprendre] Sous GNU/Linux, méthode étape par étape¶

Il s’agit de la même démarche que la [Méthode A - rapide, simple et préférée] Sous GNU/Linux, méthode automatisée, mais il s’agit ici d’une version non automatisée.

Cette [Méthode B - pour comprendre] Sous GNU/Linux, méthode étape par étape a été testée dans l’issue #36 (on y trouvera quelques erreurs, et les explications concernant leurs résolutions).

Identification du périphérique cible¶

Avant de brancher la clef USB, lancer la commande lsblk :

$ lsblk
NAME   MAJ:MIN RM   SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda      8:0    0 465,8G  0 disk
+-sda1   8:1    0 465,8G  0 part /
sdb      8:16   0   1,8T  0 disk
+-sdb1   8:17   0   1,8T  0 part /home

Brancher maintenant la clef USB, puis relancer lsblk :

$ lsblk
NAME   MAJ:MIN RM   SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda      8:0    0 465,8G  0 disk
+-sda1   8:1    0 465,8G  0 part /
sdb      8:16   0   1,8T  0 disk
+-sdb1   8:17   0   1,8T  0 part /home
sdc      8:64   1  14,5G  0 disk

Nous pouvons alors identifier que notre clef USB est accessible par le descripteur en mode bloc /dev/sdc.

Nous pouvons vérifier que c’est un périphérique en mode bloc par le b en début de ligne de sortie de la commande suivante :

$ ls -l /dev/sdc
brw-rw---- 1 root disk 8, 32 févr. 15 19:03 /dev/sdc

Recopie de l’image système sur le périphérique cible (= la clef USB)¶

Vous devez vous munir du nom du descripteur en mode bloc du périphérique USB cible. Dans cet exemple, nous considérerons le périphérique USB accessible sur /dev/sdc.

Vous devez par ailleurs vous munir du nom de l’image système précédemment créée. Si vous avez laissé la configuration initiale, le fichier image se nomme liveUSB-amd64.img. Placez-vous dans le dossier contenant ce fichier image, puis exécutez la commande ci-desssous. Il faut attendre quelques minutes avant que l’écran affiche que la commande s’est bien exécutée.

# dd if=liveUSB-amd64.img of=/dev/sdc bs=1M
1634+0 enregistrements lus
1634+0 enregistrements écrits
1713373184 bytes (1,7 GB, 1,6 GiB) copied, 167,139 s, 10,3 MB/s

Mise en œuvre de la persistance (voir le live-manual)¶

Il s’agit ici de comprendre les concepts. Il n’y a pas de démarche technique à réaliser. Si vous le souhaitez, passez directement à l’étape Création et paramétrage de la partition d’accueil pour la persistance.

Le paradigme d’un système Live CD est d’être pré-installé en s’amorçant (boot) sur un support en lecture seule, comme un cdrom, où les données et les modifications ne survivent pas aux redémarrages du matériel hôte qui l’exécute.

Un système live est une généralisation de ce paradigme et gère ainsi d’autres supports en plus des CDs. Malgré tout, dans son comportement par défaut, il doit être considéré en lecture seule et toutes les évolutions pendant l’exécution du système sont perdues à l’arrêt.

La persistance est un nom commun pour les différents types de solutions pour sauver, après un redémarrage, certaines ou toutes les données, de cette évolution pendant l’exécution du système. Pour comprendre comment cela fonctionne, il peut être utile de savoir que même si le système est démarré et exécuté à partir d’un support en lecture seule, les modifications des fichiers et répertoires sont écrites sur des supports inscriptibles, typiquement un disque RAM (tmpfs) et les données des disques RAM ne survivent pas à un redémarrage.

Les données stockées sur ce disque virtuel doivent être enregistrées sur un support inscriptible persistant comme un support de stockage local, un partage réseau. Tous ces supports sont pris en charge dans les systèmes live de différentes manières, et tous nécessitent un paramètre d’amorçage spécial à préciser au moment du démarrage : persistence.

Si le paramètre de démarrage persistence est réglé (et nopersistence n’est pas utilisé), les supports de stockage locaux (par exemple les disques durs, clés USB) seront examinés pour trouver des volumes persistants pendant le démarrage. Il est possible de limiter les types de volumes persistants à utiliser en indiquant certains paramètres de démarrage décrits dans la page de manuel live-boot(7). Un volume persistant est un des éléments suivants :

une partition, identifiée par son nom GPT ou msdos,

un système de fichiers, identifié par son étiquette (son nom) de système de fichiers,

un fichier image situé sur la racine d’un système de fichiers en lecture (même une partition NTFS d’un système d’exploitation étranger), identifié par son nom de fichier.

Création et paramétrage de la partition d’accueil pour la persistance¶

Vous devez vous munir du nom du descripteur en mode bloc du périphérique USB cible. Dans cet exemple, nous considérerons le périphérique USB accessible sur /dev/sdc, tel que celui utilisé pour réalisé le transfert de l’image système.

# echo ",+,L" | sfdisk --append /dev/sdc

Concrètement, on peut avoir besoin d’écrire sudo avant et après |, sinon cela ne fonctionne pas car il nous manque des droits. De plus, le paramètre --force peut être indispensable. Ainsi, l’instruction s’écrit ainsi $ sudo echo ",+,L" | sudo sfdisk --append --force /dev/sdc

Il y a ensuite deux instructions à saisir : la première informe le système de la mise à jour de la table de partition de la clé, tandis que la seconde formate et nomme la partition de persistance.

# partprobe /dev/sdc
# mkfs.ext4 -F -L persistence /dev/sdc

Ensuite, il faut aller dans la partition de persistance persistence, créer le fichier persistence.conf, dont le contenu est :

/ union

Voir issue #89#note_14328 et issue #36#note_11929 pour des essais réussis concernant cette étape de création de la partition d’accueil pour la persistance.

[Méthode C] Sous Windows¶

Nature du problème¶

Les recherches réalisés dans l’issue #89 montrent que Windows ne comporte pas d’outil intégré pour faire la distribution de notre clé liveUSB. Et la recherche d’un logiciel (libre) pour répondre à ce besoin n’a rien donné.

Il y a deux raisons à cela :

Lorsqu’une clef USB comporte plusieurs partitions, l’explorateur Windows n’est capable d’afficher que la première partition. Nous voulons justement utiliser une première partition pour le système, et une deuxième partition pour les données de persistance.
Windows ne gère pas le format de fichier ext4. Or c’est justement ce format qui est adapté pour la persistance. En effet, le format de fichiers souvent utilisé pour les clefs USB est le FAT32. Mais ce format présente une limitation de taille de fichier de presque 4 Gio (2³² octets pour être exact).

Nous pouvons adopter deux positions :

Soit on abandonne l’idée d’avoir deux partitions séparées et on abandonne l’idée d’utiliser ext4. Cela signifie rester en FAT32, et mettre la persistance dans un fichier dédié (mais sa taille sera limitée à presque 4 Gio). C’est une solution possible, qui est d’ailleurs utilisée par beaucoup de clefs démarrables.
Soit on abandonne l’idée de construire la clé liveUSB en restant sous Windows uniquement. C’est la démarche que nous proposons.

Solution proposée : création d’une clef démarrable GNU/Linux (qui servira de boîte à outils intermédiaire)¶

Nous proposons une solution avec Lubuntu, mais d’autres distributions basées sur Debian pourraient convenir (mais nous n’avons pas eu le temps d’en tester). On pourra consulter l’issue #89 pour comprendre les étapes qui nous amènent à cette solution.

On télécharge directement l’iso lubuntu-15.10-desktop-i386.iso sur http://lubuntu.fr/down.htm (sans passer par LinuxLive USB Creator).

Attention

Les versions plus anciennes de lubuntu ne conviennent pas !

Avec LinuxLive USB Creator, on sélectionne cette iso. Même si cette iso n’est pas dans la liste de compatibilité, LinuxLive USB Creator accepte quand même de créer un fichier de persistance (c’est ici un fichier dédié pour la persistance, il a une taille limitée à presque 4 Gio = 2³² octets exactement).
La persistance n’est pas indispensable ici. On pourrait s’en passer, mais on en profite car cela pourrait servir dans d’autres situations.
Après gravure de la clef, redémarrer cette clef, et ensuite suivre la [Méthode A - rapide, simple et préférée] Sous GNU/Linux, méthode automatisée ou la [Méthode B - pour comprendre] Sous GNU/Linux, méthode étape par étape.

Interface de Linux Live USB Creator

Et si on dispose déjà d’une clef liveUSB ?¶

On peut l’utiliser pour en fabriquer une autre, il suffit de démarrer sur la première clef et de suivre la documentation depuis Transfert de l’image système et configuration de la persistance.

Documentation constructeur¶

Prologue¶

Cette documentation est une simplification de la documentation officielle de live-build et est adaptée à la configuration fournie par ce projet.

Nomenclature¶

Voir Nomenclature pour des explications sur la nomenclature concernant les lignes de commande.

Numérotation des versions¶

Nous nous basons sur le principe de numérotation sémantique des versions proposé par Tom Preston Werner.

Mécanisme général d’une construction¶

La construction d’une clef USB bootable requiert d’assurer les étapes suivantes :

Installation des Pré-requis sur votre système de construction
Récupération de la configuration initiale et des outils accessoires
Choix de la configuration spécifique (RC ou entière)
Lors de la construction d’un système liveUSB

Note

Les 3 stades de la construction

la construction d’une intermédiaire qui mènera à une RC (développement)
la construction d’une RC (release candidate) qui mènera à une distribuable (test et validation)
la construction d’une version distribuable (mise en production)

Quel que soit le stade de la construction, le mécanisme est toujours le même. La variance d’un stade à l’autre correspond à la position dans l’arbre des configurations figées (sur quel tag nous plaçons-nous pour réaliser la construction).

Mise en œuvre de la construction¶

Voir la vidéo de démonstration dont les étapes sont détaillées ci-après.

Pré-requis¶

Les exigences pour la création ou la distribution de l’images système liveUSB sont faibles :

Accès super-utilisateur (root) sur le système
Un shell bash >=4.3
Un noyau Linux >=2.6
Une version mise à jour de live-build >=4.0.3 (voir Installation de live-build pour les utilisateurs sans Debian GNU/Linux)
Une version à jour de GNU make >=3.81
Une version à jour de cryptsetup >=1.6.6
Une version à jour de dd >=8.23 (fourni par le paquet coreutils)
Une version à jour de debootstrap >=1.0.67
Une version à jour de git >=2.1.4
Une version à jour de losetup >=2.26 (fourni par le paquet util-linux)
Une version à jour de partprobe >=3.2 (fourni par le paquet parted)
Une version à jour de pv >=1.5.7
Une version à jour de sfdisk >=2.26
Une version à jour de syslinux >=6.03 fournissant l’EFI (syslinux-efi >=6.03 pour Debian)
Une version à jour de whiptail >=0.52.17 ou dialog >=1.2

Super-utilisateur ?¶

La commande suivante permet de connaître le nom de l’utilisateur que nous sommes :

# whoami
root

si l’utilisateur n’est pas root, alors il faut s’assurer que nous sommes un utilisateur faisant partie du groupe sudo :

$ groups
lambda cdrom floppy sudo audio video plugdev ...

Si dans la sortie de la commande groups vous n’appercevez pas le mot clef sudo, c’est que vous ne faites pas partie du groupe sudo. Dans ce cas, vérifiez avec l’administrateur de votre système afin d’obtenir un compte vous permettant de réaliser en tant que super-utilisateur les commandes suivantes : make, lb et apt-get.

Installer les logiciels nécessaires¶

# apt-get update && apt-get install git live-build debootstrap make

ou avec sudo

$ sudo apt-get update && sudo apt-get install git live-build debootstrap make

Récupération de la configuration initiale et des outils accessoires¶

$ cd ~
$ git clone https://framagit.org/groolot/liveUSB.git
$ cd liveUSB
$ ls
auto automate_release burn config credentials dist documentation Makefile README.rst SYSTEM.rst

Choix de la configuration spécifique¶

Lister les configurations disponibles¶

$ git tag
v0.1
v0.1.1
v0.1.2
v0.1.3
...
v0.1.5-jessie

Exemple de construction de l’image système dans sa version `v0.1.3`¶

# git checkout v0.1.3
# make build

ou bien avec sudo

$ git checkout v0.1.3
$ sudo make build

À l’issue de la construction, l’image système se trouve disponible dans le répertoire courant portant le nom liveUSB-v0.1.3-amd64.img (ou tout autre numéro de version en fonction du choix de la configuration fait au préalable).

Documentation contributeur¶