GRUB應用詳解

bootloader及grub概述

    啟動引導裝載程式(bootloader)，就是系統啟動時在執行POST加電自檢功能的BIOS程式之後、作業系統核心執行之前這中間所執行的一段程式，bootloader的主要作用是載入核心，並將整個系統的控制權移交給核心。常見的bootloader有Windows的ntloader、Linux的lilo、grub及grub2等。其中，在CentOS 5/6系列上使用的是grub，而在CentOS 7開始則使用grub；lilo則常見於手機，因此lilo是使用者最多的一種bootloader。

Windows：

    ntloader

Linux：

    LILO:LInux LOader

    GRUB:Grand Unified Bootloader

        GRUB 0.X：Grub Legacy

        GRUB 1.X：Grub2

    就MBR分割區方法而言，大多數Bootloader都分為多個階段來引導，其中第一階段存放於MBR中，用於引導裝載第二階段。而grub作為Bootloader的一種也不例外，它是分為stage1,stage2,stage1.5這三個階段來引導的：stage1的主要工作是載入stage1.5，stage1.5的主要工作是載入檔案系統驅動，讓stage1中的bootloader能夠識別stage2所在分割區的上的檔案系統，stage1.5會提供多種檔案系統的驅動，如下：

    可以看見，每個stage1.5檔案對應一種檔案系統，而借助於stage1.5階段所提供的檔案系統驅動，stage1就可以通過載入其中某一種檔案系統驅動來識別stage2所在分割區的檔案系統了。舉個例子，如果stage2所在分割區上的檔案系統是ext4，那麼stage1就會通過stage1.5提供的e2fs_stage1_5來識別stage2。完成對stage2的識別和載入之後，stage2就能夠載入stage2所在分割區上(即/boot所在分割區)的核心檔案和ramdis檔案(注意：ramdisk檔案並非必須)至記憶體中了。此外，grub的功能主要是通過stage2來實現的，在系統啟動時，stage2可以向使用者提供選單，並提供互動式介面，允許使用者通過選單選擇要載入的核心或作業系統，另外，如果使用者有需要，stage2還可以為選單提供保護機制，而保護機制有兩種，一種是為編輯選單提供認證，另外一種是為啟動的核心或作業系統提供認證。以下總結grub(stage2)的主要功能：

grub(stage2)的功用：

(1)向使用者提供選單，並提供互動式介面。例如，在啟動時可進入選單，通過鍵入e鍵進入編輯模式，可以編輯選單，此時會讀取組態檔；也可以通過鍵入c鍵可以進入命令列模式，即進入互動式介面，可以自己手動指定要啟動的核心而不讀取grub組態檔；

(2)載入使用者選擇的核心或作業系統。在選擇時允許使用者傳遞引數給核心，也可以隱藏選單的具體內容；

(3)為選單提供保護機制。可以為編輯選單提供認證，使用者需要通過認證方可編輯指定選單；也可以為核心或作業系統提供認證，使用者需要通過認證方可啟動指定的核心或作業系統；

演示：

啟動時進入編輯選單：

鍵入e鍵可以編輯選單，如下所示，再此時再鍵入一次e鍵就可以編輯選定的引數了。

按下Esc鍵可以返回第一個選單介面，再鍵入c鍵可以直接進入命令列模式(互動式介面)：

通過'help'可檢視幫助，而'help KEYWORD'則可以檢視指定項的詳細幫助：

可以通過find命令查詢檔案，例如查詢/boot分割區下的核心檔案：

使用者可以通過這個互動式介面指定要載入的核心及ramdisk檔案，但在此之前要先指定grub的根分割區（注意：stage2所在分割區即為grub的根分割區，這裡grub的根不一定是檔案系統的根），而要指定grub的根分割區則必須採用grub識別裝置的方式來指定，grub識別裝置是通過命令'root (hd#,#)'來指定的，各部分解釋如下：

需要注意的是，使用者在指定要載入的核心或作業系統時，通常需要指定grub的根(root (hd#,#))，並且指定Kernel及initrd所在路徑，必要時傳遞一些引數給Kernel。但是，Kernel及initrd是以grub的“根”作為起始目錄的，也就是說如果/boot作為基本磁碟分割區獨立出來時，那麼Kernel及initrd在指定路徑時的起始目錄為'/'；如果/boot不作為基本磁碟分割區，而是根分割區('/')之下的一個目錄時，那麼此時grub的“根”即為檔案系統的根，Kernel及initrd的起始目錄為/boot/。

使用者可在互動式介面下手動指定要載入的Kernel及initrd。在進入選單時和剛才一樣，鍵入c鍵進入grub命令列模式(互動式介面)，而當/boot為獨立分割區時，分別指定kernel及initrd的在grub的“根”下的檔案路徑，如下所示：

這裡在Kernel指定路徑之後至少還要傳遞兩個引數，一個是'ro'，指明是以唯讀方式掛載根檔案系統，'root=xxx'這一樣則指明根檔案系統所在分割區，這裡實驗環境的根檔案系統所在分割區是一個LVM邏輯卷。最後鍵入'boot'即可載入指定的核心或作業系統並完成啟動。

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