Pourquoi s'inquiéter de la technique ?

La plupart du temps, on utilise une clé vive, ça marche et ça suffit comme ça.

Cependant, ça vaut la peine d'en savoir un peu plus, pour plusieurs raisons.

Ça peut donner des idées

Eh oui, pourquoi ne pas créer une nouvelle clé vive, encore mieux adaptée aux besoins ? Un peu de technique, ça permet tout des suite de savoir ce qui serait impossible... Du coup, tout le reste semble possible, y'a plus qu'à !

Si quelqu'un a abîmé la clé, on peut peut-être la réparer :)

Les clés vives diffusées sur le site usb.freeduc.org ont longtemps servi à des étudiants, qui avaient le droit de tout tenter, y compris des actions susceptibles de « casser le système » si on fait une erreur.

Il suffit de taper sudo juste avant une commande en ligne pour lancer une application avec des permissions d'administrateur. S'il s'agit d'une commande en ligne effaçant des fichiers, on peut alors par inadvertance effacer des choses importantes pour la stabilité du système.

Bonne nouvelle ! Dans le pire des cas, il y a une démarche simple pour restaurer un fonctionnement normal de la clé vive, si elle est abîmée.

Ça permet de comprendre pourquoi ça va si vite d'installer le système sur un disque dur

Une installation de GNU/Linux sur un disque dur d'ordinateur, ça se pratique d'ordinaire durant une install-partie : on rassemble dans une même pièce des personnes avec divers niveaux de compétence, et les plus avancées montrent aux autres comment procéder à l'installation de GNU/Linux sur leurs ordinateurs.

Typiquement il faut entre une demi-heure et trois quarts d'heure pour finir d'installer GNU/Linux pour un usage « ordinaire » : bureautique, Internet, éditeurs graphiques, quelques jeux.

Freeduc est installable en trois minutes seulement. Ça va extrêmement vite, c'est un avantage : ça vaut la peine de voir si cet avantage a des contreparties, un peu de connaissance technique permet d'y voir plus clair.

Les deux parties principales d'une clé Freeduc

Deux parties importantes constituent une clé Freeduc : le démarreur et le système lui-même.

Le démarreur

Cette partie pèse un peu plus de deux cents méga-octets sur la clé.

Il s'agit d'un choix de programmes (grub, syslinux ou isolinux), dont un sera activé au démarrage de l'ordinateur, si lui fait prendre en compte la clé vive. Le démarrage (le boot) dure quelques secondes, c'est une opération importante qui ouvre la voie au déploiement d'un système GNU-Linux complet.

Grosso modo, si le démarreur a pu être activé (la clé vive a bien été prise en compte), il interagit avec la carte mère de l'ordinateur et les programmes minimaux qui y sont implantés : soit un système UEFI, soit un système plus ancien, souvent désigné comme legacy (héritage).

Le démarreur affiche à l'écran un choix, qu'il suffit d'ignorer si on a dix secondes de patience, ou qu'on peut laisser de côté en appuyant sur la touche Entrée. Les autres possibilités permettent de passer en « mode expert » et on n'en a pas besoin la plupart du temps.

Tout de suite après cet écran d'accueil, le démarreur passe la main à un noyau GNU/Linux, qui prend le contrôle de l'ordinateur de façon plus fine et plus puissante que le simple démarreur. Les étapes suivantes sont :

• vérification de l'intégrité de l'ordinateur, accès à la mémoire, aux disques, à toutes les parties de la clé vive, etc.
• basculement en mode graphique de la carte d'écran, et éventuellement affichage d'une image animée pour attendre une minute.
• mise en mémoire et activation des modules du noyau. On peut noter que le noyau chargé au départ est dans la zone du démarreur, cependant que les modules sont dans l'autre, c'est à dire la zone « GNU/Linux »
• séquence de démarrage des logiciels d'arrière plan, qui fonctionneront « en coulisse » au service de l'utilisateur
• démarrage de l'environnement de bureau :l'image animée disparaît quelques secondes, c'est le bureau qui est présenté ensuite.

GNU/linux

Quand on voit à l'écran l'image animée d'attente, c'est que le démarreur a déjà passé le contrôle au système GNU/Linux.

Physiquement, le système d'exploitation GNU/Linux ainsi que toutes les applications livrées « en standard » avec la clé vive sont dans un seul fichier de nom filesystem.squashfs fortement comprimé, qui pèse environ trois giga-octets : le démarreur ne représente que cinq à dix pour cent de ce fichier-là.

Le noyau Linux est équipé d'algorithmes qui savent décompresser à la volée, c'est à dire au besoin et pas plus qu'il ne faut, les données que contient le gros fichier filesystem.squashfs. Ses trois giga-octets compressés représentent dix à quinze giga-octets de données, après décompression.

Un des points importants à retenir, c'est que la zone GNU/Linux de la clé vive est en lecture seule, c'est à dire qu'en fonctionnement normal, rien n'est modifié dans ce gros fichier-là. Bien sûr, il y a des modifications, ne serait-ce que tout de suite, avec la journalisation des évènements du démarrage. Cependant, ces modifications se font dans une zone séparée, nommée zone de persistance. C'est là l'origine d'un truc magique qu'on détaillera un peu plus loin.

Quand l'environnement de bureau est actif, il devient possible d'accéder aux applications :

En mode graphique

C'est le mode le plus utilisé, depuis que la micro-informatique s'est largement diffusée : on déplie le menu (en bas à gauche) et on sélectionne parmi les catégories, une application qu'on lance d'un clic de souris. Le menu permet aussi de rechercher une application en tapant quelques mots-clés.

En mode ligne de commande

Ça vaut la peine de mentionner le mode *en ligne de commande*, plus ancien que le mode graphique. Contrairement à ce qui se pratique avec des systèmes d'exploitation dominants du marché, qui exploitent l'inculture des utilisateurs, les système GNU/Linux n'occultent pas ce mode, qui est puissant quand on a appris à le maîtriser.

La persistance : c'est magique ?

Si vous savez compter, vous avez compris qu'en additionnant les poids du démarreur et de la zone GNU/Linux, on n'arrive pas à remplir beaucoup une clé USB de 16 giga-octets, comme on en trouve pour dix euros sur le marché. Il reste une zone de quinze méga-octets.

Les clés vives Freeduc, quand elles ont été bien réalisées, disposent de cette place pour organiser une troisième zone, la zone de persistance.

Cette zone de persistance est organisée en un système de fichiers, qui est monté « en surplomb », par-dessus le système GNU/Linux fourni par le fichier filesystem.squashfs, qui lui, reste en lecture seule.

Magie du montage « en surplomb » (overlay mount en anglais)

Très tôt dans la séquence de démarrage, la zone de persistance, si elle est définie, est montée « en surplomb ». On peut imaginer ça comme un système de fichiers placé sur un papier calque, ou mieux, sur un plancher transparent.

Quand GNU-Linux a besoin de trouver un fichier, par exemple le fichier /etc/apt/preferences, le système « regarde » cette espèce de plancher transparent :

• si le fichier /etc/apt/preferences est enregistré sur ce plancher (autrement dit dans la zone de persistance), c'est lui qui sera pris en compte, il peut être lu et écrit (modifié, effacé, etc.)
• sinon, le système regarde en-dessous à travers le plancher transparent, vers le GNU/Linux en lecture seule : si le fichier de l'exemple, /etc/apt/preferences s'y trouve, c'est celui-là qui sera considéré en lecture
• dans tous les cas, si le système doit écrire dans le fichier /etc/apt/preferences, l'écriture a lieu sur le calque ou plancher transparent : en aucun cas la deuxième zone de la clé vive, qui est en lecture seule, n'est modifiée. C'est pareil si le système veut effacer le fichier /etc/apt/preferences : il dépose alors une sorte de masque afin de ne plus jamais voir ce même fichier s'il était présent dans la zone en lecture seule.

Conséquence de la magie (de la mise « en surplomb »)

Comme la deuxième zone de la clé USB, le fichier filesystem.squashfs reste en lecture seule, si l'utilisateur de la clé fait des manœuvres délétères en mode administrateur et rend la clé inutilisable, cette clé, même abîmée, contient quand même toutes les données qui permettraient un fonctionnement correct.

À l'aide d'une deuxième clé (non abîmée), on peut utiliser un outil de réparations, pour agir sur la clé abîmée. Cet outil fonctionne en deux temps :

1. Copie des données qu'on souhaite conserver, dans des archives. Comme la deuxième étape effacera la zone de persistance, c'est une bonne idée, afin de pouvoir retrouver ensuite tous les travaux personnels à ne pas perdre ;
2. Remise à blanc de la zone de persistance : la clé vive abîmée redevient comme une clé Freeduc neuve, fonctionnelle. Toutes les causes de non-fonctionnement disparaissent.

Ensuite, si les archives contiennent bien les données à récupérer, il suffit de les rouvrir, puis remettre en place les travaux personnels.