系统引导管理器GRUB学习笔记

一、 首先要了解的几个概念

    1、 启动管理器
    启动管理器是存储在磁盘开始扇区中的一段程序，例如，硬盘的MBR(Master Boot Record)，在系统完成启动测试后，如果系统是从MBR启动，则BIOS(Basic Input/Output System)将控制传送给MBR。然后存储在MBR中的这段程序将运行。这段程序被称为启动管理器。它的任务就是将控制传送给操作系统，完成启动过程》有许多可用的启动管理器，包括GNU GRUB (Grand Unified Boot Loader),Bootmanager, LILO (LInux LOader), NTLDR (boot loader for Windows NT systems)，等等等.
    2、 什么是GRUB?
    grub 是一个多重启动管理器。grub是GRand Unified Bootloader的缩写，它可以在多个操作系统共存时选择引导哪个系统。它可以引导的操作系统包 括：Linux,FreeBSD,Solaris,NetBSD,BeOSi,OS/2,Windows95/98,Windows NT,Windows2000，WinXP。它可以载入操作系统的内核和初始化操作系统（如Linux,FreeBSD），或者把引导权交给操作系统（如 Windows 98）来完成引导。
    3、 GRUB的特点
    1）特别适用于linux与其它操作系统共存情况。
    支持大硬盘现在大多数Linux发行版本的lilo都有同样的一个问题：根分区(/boot分区)不能分在超过1024柱面的地方，一般是在8.4G左右 的地方，否则lilo不能安装，或者安装后不能正确引导系统。而grub就不会出现这种情况，只要安装时你的大硬盘是在LBA模式下，grub就可以引导 根分区在 8G以外的操作系统。
    2）支持开机画面 　
    grub支持在引导开机的同时显示一个开机画面。对于玩家来说，这样可以制作自己的个性化开机画面；对于PC厂商，这样可以在开机时显示电脑的一些信息和 厂商的标志等。grub支持640x480,800x600,1024x768各种模式的开机画面，而且可以自动侦测选择最佳模式，与Windows那 320x400的开机画面不可同日而语。
    3）两种执行模式
    grub不但可以通过配置文件进行例行的引导，还可以在选择引导前动态改变引导时的参数，还可以动态加载各种设备。例如你在Linux下编译了一个新的核心，但不能确定它能不能工作，你就可以在引导时动态改变grub的参数，尝试装载这个新的核心进行使用。Grub的命令行有非常强大的功能，而且支持如 bash或doskey一样的历史功能，你可以用上下键来寻找以前的命令。
    4）菜单式选择 　
    grub使用一个菜单来选择不同的系统进行引导。你还可以自己配置各种参数，如延迟时间，默认操作系统等。
    5）分区大小改变后不必重新配置 　　
    grub是通过文件系统直接把核心读取到内存，因此只要操作系统核心的路径没有改变，grub就可以引导系统。
    除此之外，Grub还有许多非常强大的功能。例如支持多种外部设备，动态装载操作系统内核，甚至可以通过网络装载操作系统核心。Grub支持多种文件系统，支持多种可执行文件格式，支持自动解压，可以引导不支持多重引导的操作系统,支持网络启动等。
    6) MBR和第一扇区
    你可以简单的理解为MBR是整个硬盘的物理第一位置,而第一扇区是硬盘的物理第二位置.
    7) 一个GRUB配置文件
    基于本例的分区如下：
    hda 15G
    hda1 8G / RED HAT LINUX8.0
    hda5 7G /home
    hdc 20G
    hdc1 6.4G WinXP
    hdc5 6.4G
    hdc6 6.4G
    hdc7 6.4G

    #fdisk -l
    # Disk /dev/hdc: 255 heads, 63 sectors, 2434 cylinders
    Units = cylinders of 16065 * 512 bytes

    Device Boot Start End Blocks Id System
    /dev/hdc1 * 1 894 7181023+ b Win95 FAT32
    /dev/hdc2 895 2434 12370050 f Win95 Ext'd (LBA)
    /dev/hdc5 895 1787 7172991 b Win95 FAT32
    /dev/hdc6 1788 2434 5196996 b Win95 FAT32

    Disk /dev/hda: 255 heads, 63 sectors, 1867 cylinders
    Units = cylinders of 16065 * 512 bytes

    Device Boot Start End Blocks Id System
    /dev/hda1 * 1 1020 8193118+ 83 Linux
    /dev/hda2 1021 1802 6281415 83 Linux
    /dev/hda3 1803 1867 522112+ 82 Linux swap

    grub.conf,这个文件位于;/boot/grub/grub.conf
    # grub.conf generated by anaconda
    #
    # Note that you do not have to rerun grub after making changes to this file
    # NOTICE: You do not have a /boot partition. This means that
    # all kernel and initrd paths are relative to /, eg.
    # root (hd0,0)
    # kernel /boot/vmlinuz-version ro root=/dev/hda1
    # initrd /boot/initrd-version.img
    #boot=/dev/hda
    default=0
    timeout=3
    splashimage=(hd0,0)/boot/grub/splash.xpm.gz
    title Red Hat Linux (2.4.18-14)
    root (hd0,0)
    kernel /boot/vmlinuz-2.4.18-14 ro root=LABEL=/
    initrd /boot/initrd-2.4.18-14.img
    title Microsoft Windows XP
    map (hd0) (hd1)
    map (hd1) (hd0)
    root (hd1,0)
    chainloader (hd1,0)+1
    makeactive
    boot

    二、解读grub.conf文件

    我们将来看看grub.conf文件内语句,(注:...)内的东西是我们的解读内容.
    # grub.conf generated by anaconda
    #
    # Note that you do not have to rerun grub after making changes to this file
    # NOTICE: You do not have a /boot partition. This means that
    # all kernel and initrd paths are relative to /, eg.
    # root (hd0,0)
    # kernel /boot/vmlinuz-version ro root=/dev/hda1
    # initrd /boot/initrd-version.img
    #boot=/dev/hda (注:以上以符号井＂＃＂开头的行表示被注释掉，没有任何意义)
    default=0 (注:默认的操作系统就是由default控制的。default后加一个数字n，表明是第 n＋1个。需要注意的是，GRUB中，计数是从0开始的，第一个硬盘是hd0，第一 个软驱是fd0，等等。所以，default 0 表示默认的操作系统在这儿是 Red Hat Linux (2.4.18-14)如果你修改成1就是WinXP了)
    timeout=3 (注:timeout表示默认等待的时间，这儿是3秒钟。超过3秒，用户还没有作出选 择的话，系统将自动选择默认的操作系统;当然你可以改成任何你乐意的时间)
    splashimage=(hd0,0)/boot/grub/splash.xpm.gz (注:指定开机画面文件splash.xpm.gz的位置)
    title Red Hat Linux (2.4.18-14) (注:表示Red Hat Linux的菜单项)
    root (hd0,0) (注:表示第一个硬盘第一个分区,这里的root和系 统内的root不是一码事!详细如下说明)
    kernel /boot/vmlinuz-2.4.18-14 ro root=LABEL=/ (注:指定内核的位置,详细说明如下 文)
    initrd /boot/initrd-2.4.18-14.img (注:初始化)
    title Microsoft Windows XP (注:表示Microsoft Windows XP的菜单项)
    map (hd0) (hd1) (注:map是命令,详细如下)
    map (hd1) (hd0)
    root (hd1,0) (注:这是指第二个硬盘(从硬盘)上第一个分区)
    chainloader (hd1,0)+1 (注:链式装入器,装入一个扇区的数据然后把引导 权交给它。详细说明如下)
    makeactive
    boot
    (注:在 Linux 中，当谈到 "root" 文件系统时，通常是指主 Linux 分区。但是，GRUB 有它自己的 root 分区定义。GRUB 的 root 分区是保存 Linux 内核的分区。这可能是您的正式 root 文件系统，也可能不是。我们讨论的是 GRUB，需要指定 GRUB 的 root 分区。进入 root 分区时，GRUB 将把这个分区安装成只读型，这样就可以从该分区中装入 Linux 内核。GRUB 的一个很“酷”的功能是它可以读取本机的 FAT、FFS、minix、ext2 和 ReiserFS 分区.到目前为止，您可能会感到一点疑惑，因为 GRUB 所使用的硬盘／分区命名约定与 Linux 使用的命名约定不同。在Linux 中，第一个硬盘的第五个分区称作 "hda5"。而 GRUB 把这个分区称作 "(hd0,4)"。GRUB 对硬盘和分区的编号都是从 0 开始计算。另外，硬盘和分区都用逗号分隔，整个表达式用括号括起。现在，可以发现如果要引导 Linux 硬盘 hda5，应输入 "root (hd0,4)"。
    知道了内核在哪儿，还要具体指出哪个文件是内核文件，这就是kernel的工作。
    kernel /boot/vmlinuz-2.4.18-14 ro root=LABEL=/说明/boot/vmlinuz-2.4.18-14就是要载入的内核。后面的都是传递给内核的参数。root=LABEL=/ 就是linux的硬盘分区表示法，ro是readonly的意思。initrd用来初始的linux image，并设置相应的参数。
    命令map:当你有两块硬盘，一个无法从第二块硬盘启动的操作系统，例如Windowsxp，就可以使用map命令.你能够将hd0映射为hd1，将hd1映射为hd0。换句话说，你可以虚拟的交换两个硬盘而启动所需要的操作系统 。命令形式如下：
    grub> map (hd0) (hd1)
    grub> map (hd1) (hd0)
    GRUB 使用了“链式装入器”(chainloader)。链式装入器从分区 (hd1,0) 的引导记录中装入winxp自己的引导装入器，然后引导它。这就是这种技术叫做链式装入的原因 -- 它创建了一个从引导装入器到另一个的链。这种链式装入技术可以用于引导任何版本的 DOS 或 Windows。
    GRUB的配置文件要简单就这么简单，如果你要更个性化一点，试一试把“color light-gray/blue ”加在default语句的下面，下一次启动GRUB时，看看有什么变化，再试一试“color light-blue/red",惊喜吗？ 有趣吧! )

    三、如何使用grub?

    1、安装
    你可以从ftp://alpha.gnu.org/pub/gnu/grub 下载GRUB的源代码。
    得到文件grub-0.97.tar.gz，所以这样做：
    # tar -xvzf grub-0.97.tar.gz

    这个命令将解开的文件和目录放在一个名为grub-0.97的目录中。现在运行如
    下命令：
    #cd grub-0.97
    # ./configure

    如果你想定制GRUB，使之包含流行的文件系统和对网卡的支持，或者删除你不需要的网卡，可以运行如下命令：
    # ./configure --help

    这个命令将输出所有的命令选项。现在可以使用—enable和—disable选项增加或
    删除对特定网卡的支持。（注意：GRUB支持网络启动）
    为了开始编译过程，键入如下命令：
    # make
    # make install

    至此你已经为安装GRUB真正做好了准备。
    将GRUB的相关文件保存在诸如/boot/grub的目录中是一个好主意。为此，按如下步骤：
    1）默认状态下，GRUB所有文件将安装在/usr/share/grub/i386-pc(或者在
    /usr/local/share/grub/i386-pc目录下，这只取决于你的shell变量的设置。)
    2）建立一个叫做/boot/grub的目录，然后拷贝下列文件到这个目录：
    stage1 stage2 * stage1 5
    稍候将解释这些文件。同时也要把GRUB(可能在/usr/sbin或者/usr/local/sbin
    目录下)拷贝到/boot/grub目录下。
    安装GRUB可以分为三个单独的步骤：
    1］将“stage1”安装到MBR中。
    2］设置“stage2”的地址或者位置。
    3］设置一个菜单或选项，用来决定启动哪一个操作系统。
    使用下面的命令开始安装GRUB。
    #cd /boot/grub
    # ./grub

    这个命令根据BIOS的设置检测硬件设备，同时产生一些输出信息。这会花较长的时间。
    end_request: I/O error, dev 02:00 (floppy), sector 0
    GRUB version 0.5.96.1 (640K lower / 3072K upper memory)

    TAB键可列出可能的命令列表。其它情况下TAB会列出设备或文件名。类似下面的提示会出现：
    grub>

    现在，假设你将Linux安装在了第一块硬盘的第一个分区中或者/dev/hda1中。记住GRUB的命名规则，将上面的名字改为(hd0,0)。键入下面的命令：
    grub> install (hd0,0)/boot/grub/stage1 (hd0) (hd0,0)/boot/grub/stage2
    p (hd0,0)/boot/grub/menu.conf

    现在分析一下这个命令的细节。
    install
    一个内置的命令，它告诉GRUB将(hd0,0)/boot/grub/stage1安装到hd0的主引导纪录中。
    (hd0,0)/boot/grub/stage2
    告诉GRUB stage2映象的位置。
    p with the the following options: (hd0,0)/boot/grub/menu.conf
    为菜单的显示设置配置文件。
    下面是对这个命令用法的总结：
    1．install
    2．ource_of_stage1
    3．where_to_install
    4．source_of_stage2
    5．p source_of_configuration_file
    现在，你完成了硬盘上的基本安装工作。
    2、在软盘上的安装：
    为了在软盘上安装GRUB，你要会用“dd”命令，并且了解它是如何工作的。为了做一张GRUB启动盘，你要将stage1和stage2文件放到软盘的开始扇区中。
    安装stage1到软盘上：
    插入一张已格式化的软盘，键入命令：
    # dd if=stage1 of=/dev/fd0 bs=512 count=1

    命令的详细说明如下：
    if=input file
    i.e., stage1
    of=output file
    i.e., floppy drive (this may be different on your computer)
    bs=bytes to read and write
    Here it is 512 bytes.
    count=how many times to perform this operation

    每次拷贝“bs”数目的块到目标地址。
    安装stage2到软盘
    # dd if=stage2 of=/dev/fd0 bs=512 seek=1

    这里的步骤同stage1的相同，除了一个seek选项外。Seek选项将调过一个“bs”。例如，在上面的命令中bs的值是512,这样seek=1意味着将跳过软盘上前512个字节 ，从513字节开始。这将使得第一步操作不会覆盖stage1的前512字节。
    现在你完成了基本的软盘驱动器安装。
    如果已经安装了grub要把grub重新安装到主引导扇区上，只需要简单打入makebootable命令就可以了。

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