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月下刀客

引导装入工具Grub入门到精通

原文地址：http://www.cpcwedu.com/Document/linuxstudy/16140132.htm

什么是 GRUB？

GRUB 是引导装入器 -- 它负责装入内核并引导 Linux 系统。GRUB 还可以引导其它操作系统，如 FreeBSD、NetBSD、OpenBSD、GNU HURD 和 DOS，以及 Windows 95、98、NT 和 2000。尽管引导操作系统看上去是件平凡且琐碎的任务，但它实际上很重要。如果引导装入器不能很好地完成工作或者不具有弹性，那么就可能锁住系统，而无法引导计算机。另外，好的引导装入器可以给您灵活性，让您可以在计算机上安装多个操作系统，而不必处理不必要的麻烦。
GRUB 是一个很棒的引导装入器。它有许多功能，可以使引导过程变得非常可靠。例如，它可以直接从 FAT、minix、FFS、ext2 或 ReiserFS 分区读取 Linux 内核。（AIX、SUN的系统？我还不知道能不能支持）这就意味着无论怎样它总能找到内核。另外，GRUB 有一个特殊的交互式控制台方式，可以让您手工装入内核并选择引导分区。这个功能是无价的：假设 GRUB 菜单配置不正确，但仍可以引导系统。哦，对了 -- GRUB 还有一个彩色引导菜单
Linux 世界在很长一段时间里一直使用 LILO 引导装入器，而且它可以让上百万的 Linux 用户引导系统。是的，的确是这样，LILO 很有效。但是，LILO 的维修率很高，而且很不灵活。与其花很多时间来描述 GRUB 的优点，还不如演示如何创建自己的 GRUB 引导盘以及如何使用它来引导系统。然后，我将说明 GRUB 的一些很“酷”的技术细节，并指导您完成将 GRUB 安装到 MBR（主引导记录）的过程，以使它成为缺省引导装入器。  
如果您有点胆小，不必害怕。可以学习前半部分，创建 GRUB 引导盘，尝试使用 GRUB 而不必弄乱现有的引导装入器。或者，可以用其安全的“驻留”方式来熟悉 GRUB。那么，让我们立即开始吧。
   
下载 GRUB

要开始探究 GRUB 的精妙之处，首先需要下载、编译和安装它。但不要害怕 -- 根本不会修改您的引导记录 -- 我们只是要编译和安装 GRUB，就像其它程序一样，在此过程中我们可以创建 GRUB 引导盘。请不要担心；在修改引导过程之前，我会告诉您。  
现在开始。访问 ftp://alpha.gnu.org/gnu/grub/ 并下载可以找到的最新版本的 GRUB tar 压缩包。我编写本教程时，最新的 tar 压缩包是 grub-0.5.96.1.tar.gz。下载了最新版本后，就可以安装了。

安装期

这里是从 tar 压缩包安装 GRUB 所需输入的命令。我将在 /tmp 中编译源文件，并将所有部分都安装到硬盘的 /usr 目录下。从 root 用户，输入以下命令：  
# cd /tmp
# tar zxvf /path/to/archive/here/grub-0.5.96.1.tar.gz
# cd grub-0.5.96.1
# ./configure --prefix=/usr
# make
# make install

现在已经安装了 GRUB，准备开始使用它。
  
制作引导盘

要制作引导盘，需执行一些简单的步骤。首先，在新的软盘上创建 ext2 文件系统。然后，将其安装，并将一些 GRUB 文件复制到该文件系统，最后运行 "grub" 程序，它将负责设置软盘的引导扇区。准备好了吗？


制作引导盘，第二部分

好，将一张空盘插入 1.44MB 软驱，输入：  
# mke2fs /dev/fd0
创建了 ext2 文件系统后，需要安装该文件系统：  
# mount /dev/fd0 /mnt/floppy
现在，需要创建一些目录，并将一些关键文件（原先安装 GRUB 时已安装了这些文件）复制到软盘：  
# mkdir /mnt/floppy/boot
# mkdir /mnt/floppy/boot/grub
# cp /usr/share/grub/i386-pc/stage1 /mnt/floppy/boot/grub
# cp /usr/share/grub/i386-pc/stage2 /mnt/floppy/boot/grub
只需要再有一个步骤，就能得到可用的引导盘。


制作引导盘，第三部分

解压、编译和安装 GRUB 源 tar压缩包时，会将程序 grub 放到 /usr/sbin 中。该程序非常有趣并值得注意，因为它实际上是 GRUB 引导装入器的半功能性版本。是的，尽管 Linux 已经启动并正在运行，您仍可以运行 GRUB 并执行某些任务，而且其界面与使用 GRUB 引导盘或将 GRUB 安装到硬盘 MBR 时看到的界面完全相同。  
这是有趣的设计策略，现在该使用驻留版本的 GRUB 来设置引导盘的引导扇区了。从 root 用户，输入 "grub"。GRUB 控制台将启动，显示如下：  
     GRUB  version 0.5.96.1  (640K lower / 3072K upper memory)
[ Minimal BASH-like line editing is supported.  For the first word, TAB
   lists possible command completions.  Anywhere else TAB lists the possible
   completions of a device/filename. ]
grub>  
欢迎使用 GRUB 控制台。现在，研究命令。

   
制作引导盘，第四部分

在 grub> 提示符处，输入：  

grub> root (fd0)
grub> setup (fd0)
grub> quit

现在，引导盘完成了。在继续下一步骤之前，在看一下刚才输入的命令。第一个 "root" 命令告诉 GRUB 到哪里查找辅助文件 stage1 和 stage2。缺省情况下，GRUB 会在指定的分区或磁盘上的 /boot/grub 目录中进行查找。在安装引导盘时，也就是几分钟以前，我们已将这些文件复制到正确的位置。接着，输入了 setup 命令，它告诉 GRUB 将引导装入器安装到软盘的引导记录上；我们将在以后详细讨论这一过程。然后退出。现在，已经制作好引导盘，可以开始使用 GRUB 了。

使用 GRUB 引导系统之前，需要知道一些信息。首先，应知道哪个分区保存了 Linux 内核，以及 root 文件系统的分区名称。然后，应查看现有 LILO 配置来寻找需要传递给内核的变量，如 "mem=128M"。一旦获取了这些信息，就可以开始了。
要启动 GRUB，需要关闭系统并退出引导盘。如果由于某些原因而不能立即关闭系统（比如上班时在部门的服务器上测试 GRUB），那么只要在提示中输入 "grub" 并继续操作。所有程序的运行情况都不会改变，只是您不能执行引导（因为 Linux 正在运行）。
装入引导盘时，在屏幕顶部将出现一条消息，告诉您正在装入第一阶段和第二阶段。几秒后，将会出现一个熟悉的屏幕，显示如下：  
    GRUB  version 0.5.96.1  (640K lower / 3072K upper memory)
[ Minimal BASH-like line editing is supported.  For the first word, TAB
   lists possible command completions.  Anywhere else TAB lists the possible
   completions of a device/filename. ]
grub>  
可以看到，这些内容与在 Linux 中以驻留方式运行 GRUB 时出现的消息完全相同 -- 只不过现在我们是使用 GRUB 来引导 Linux。
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。例如，在 Gentoo Linux 中，有一个单独的小分区专用于保存 Linux 内核与引导信息。大多数情况下，我们不安装这个分区，这样在系统意外崩溃或重新引导时，就不会把它弄乱。
这些，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，我们很快就会讨论这个功能。但现在，让我们输入 root 分区。在提示中输入 root，但不要按 Enter 键：  
grub> root (
现在，按一次 Tab 键。如果系统中有多个硬盘，GRUB 将显示可能完成的列表，从 "hd0" 开始。如果只有一个硬盘，GRUB 将插入 "hd0,"。如果有多个硬盘，继续进行，在 ("hd2") 中输入名称并在名称后紧跟着输入逗号，但不要按 Enter 键。部分完成的 root 命令看起来如下：  
grub> root (hd0,
现在，继续操作，再按一次 Tab 键。GRUB 将显示特定硬盘上所有分区的列表，以及它们的文件系统类型。在我的系统中，按 Tab 键时得到以下列表：  
grub> root (hd0, (tab)
Possible partitions are:
   Partition num: 0,  Filesystem type is ext2fs, partition type 0x83
   Partition num: 1,  Filesystem type unknown, partition type 0x82
   Partition num: 2,  Filesystem type unknown, partition type 0x7
   Partition num: 4,  Filesystem type is reiserfs, partition type 0x83
   Partition num: 5,  Filesystem type is reiserfs, partition type 0x83
如您所见，GRUB 的交互式硬盘和分区名称实现功能非常有条理。这些，只需要好好理解 GRUB 新奇的硬盘和分区命名语法，然后就可以继续操作了。

GRUB 命名约定
到目前为止，您可能会感到一点困惑，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，回来看一下 GRUB 提示，可以发现如果要引导 Linux 硬盘 hda5，应输入 "root (hd0,4)"。如果已经明白了 GRUB 硬盘／分区命名，您也许要调整当前 root 命令行，以使它指向保存 Linux 内核的分区。按以下格式输完命令，然后按 Enter 键：  
grub> root (hd0,4) (hit enter)
Filesystem type is reiserfs, partition type 0x83

装入内核

现在已安装了 root 文件系统，到装入内核的时候了。在 GRUB 提示中，依次输入 "kernel"、空格、到内核的路径、空格、内核参数，如 root 参数（GRUB 将自动插入适当的 "mem=" 参数）。我在我的系统中输入：  
grub> kernel /boot/bz2.4 root=/dev/hda5
   [Linux-bzImage, setup=0x1200, size=0xe1a30]
请留意 "root=" 内核参数，它非常重要。它应该指向保存 root 文件系统的 Linux 分区。您也许要写下到目前为止输入的命令，这样在教程后面讲述如何创建 GRUB 引导菜单时，就可以迅速找到它们。

Root，内核，引导！
您已经安装了 root 文件系统并装入了内核。现在，可以引导了。只要输入 "boot"，Linux 引导过程就将开始。

重新调查引导软盘
如果一切正常，就可以使用使用 GRUB 引导盘来引导当前 Linux 发行版。如您所见，GRUB 是功能非常强大的引导装入器，它让您可以随意动态配置以进行引导。我将向您介绍如何创建 GRUB 引导菜单，这样就可以从菜单中进行 OS 选择，而不是输入三行命令来引导 Linux。但在动手之前，现在是深入了解 GRUB 幕后是如何工作的好时机。我将说明引导盘引导过程的工作原理，这样您就可以对 GRUB 有一个更好的评价和了解。

两阶段过程
要制作引导软盘，需要做两件事 -- 将文件复制到软盘的 ext2 文件系统的 /boot/grub 目录中，运行 GRUB 的安装程序。运行 GRUB 安装程序时，GRUB 将 "stage 1" 装入器安装到软盘的引导记录中。它还将 stage 1 装入器配置成从 ext2 文件系统直接装入 stage2。通常，GRUB 通过在包含 stage2 数据的软盘上创建一列块来完成此操作，这样 stage1 装入 stage2 时不必知道 ext2 文件系统的任何情况。  
但是，大多数情况下，GRUB 在安装完 stage1 之后，会立即将 stage1.5 装入器安装到引导记录中。这个特殊的 stage1.5 允许无需使用原始块列表就能从 ext2 文件系统装入 stage2，却要更灵活的标准基于路径的方法。GRUB 理解文件系统结构的这一能力使 GRUB 比 LILO 更强壮。例如，如果正好在整理引导盘文件系统的碎片，stage1 就可以找到 stage2（归功于 ext2 stage1.5）。而 LILO 就不能完成此项操作。因为 LILO 只能依赖于映射文件，每次更新内核或在磁盘上物理移动数据时，即使不更改路径，也需要重新运行它。

阶段 1、1.5 和 2 第 3 页
您也许会想知道：如果使用 FAT 而不是 ext2 文件系统创建引导盘，GRUB 是否可以工作。是的，它可以工作，因为在输入 "setup (fd0)" 时，GRUB 会安装与 root 文件系统类型匹配的 stage1.5。即使没有没有空间可以安装 stage1.5，GRUB 仍可以通过追溯到更原始的块列表，来装入 stage2

搜索和恢复
在继续讨论之前，先研究一个与引导软盘相关的实用提示。由于 GRUB 的交互式性质，它为恢复软盘生成了一个很好的引导装入器。但是，如果将好的内核复制到引导盘上，那它就更好了。那样，即使硬盘上的内核坏了或者被意外删除了，也可以追溯到引导盘内核，并启动和运行系统。要将备用内核复制到引导盘，执行以下操作：  
# mount /dev/fd0 /mnt/floppy
# cp /path/to/bzImage /mnt/floppy/boot
# umount /dev/fd0
现在，软盘已包含备用内核，可以在 GRUB 中使用它来引导 Linux 发行版，操作如下：  
grub> root (fd0)
grub> kernel /boot/bzImage root=/dev/hda5 （将 /dev/hda5 更改成想要引导的分区名称）
grub> boot

硬盘引导
好，现在如何将 GRUB 安装到硬盘上？这个过程几乎与引导盘安装过程一样。首先，需要决定哪个硬盘分区将成为 root GRUB 分区。在这个分区上，创建 /boot/grub 目录，并将 stage1 和 stage2 文件从 /usr/share/grub/i386-pc 复制到该目录中。可以通过重新引导系统并使用引导盘，或者使用驻留版本的 GRUB 来执行后一步操作。在这两种情况下，启动 GRUB，并用 root 命令指定 root 分区。例如，如果将 stage1 和 stage2 文件复制到 hda5 的 /boot/grub 目录中，应输入 "root (hd0,4)"。现在，只差一步。
接着，决定在哪里安装 GRUB -- 在硬盘的 MBR，或者如果与 GRUB 一起使用另一个“主”引导装入器，则安装在特定分区的引导记录中。如果安装到 MBR，则可以指定整个磁盘而不必指定分区，如下（对于 hda）：  
grub> setup (hd0)
如果要将 GRUB 安装到 /dev/hda5 的引导记录中，应输入：  
grub> setup (hd0,4)
现在，已安装 GRUB。引导系统时，应该立即以 GRUB 的控制台方式结束（如果安装到 MBR）。现在，应创建引导菜单，这样就不必在每次引导系统时都输入那些命令。

引导菜单

要创建菜单，只需在 /boot/grub 中创建一个简单的文本文件 menu.lst。如果将它放在正确位置，它将在 root GRUB 驱动器的 stage1 和 stage2 文件的旁边。这里是一个样本 menu.lst 文件，可以将它作为一个您的菜单的基础：  
default 0
timeout 30
color white/blue blue/green  

title=Boot Linux
root (hd0,4)
kernel /boot/bzImage root=/dev/hda5

title=Boot Linux using initrd
root (hd0,5)
kernel /boot/bzImage root=/dev/loop0 init=/initdisk.gz
initrd /initdisk.gz

title=Windows NT
root (hd0,3)
chainloader +1

我将在以下的屏面中说明 menu.lst 格式。

理解引导菜单
引导菜单很容易理解。前三行设置缺省菜单项（项目号 0，第一个）、设置超时值（30 秒），并选择整个菜单的一些颜色。  
接着的三行配置 "Boot Linux" 菜单项。要创建手工引导命令系列之外的菜单项，只要添加一行 "title=" 作为第一行，并从最后一行中除去 "boot" 命令（GRUB 会自动添加这个命令）。  
接着的四行显示了如何使用 GRUB 来引导 initrd（初始 root 磁盘），如果您愿意的话。现在，讨论最后三行……

链式装入器

这里是示例 menu.lst 的最后三行……
title=Windows NT
root (hd0,3)
chainloader +1
这里，我添加了一项来引导 Windows NT。要完成此操作，GRUB 使用了“链式装入器”。链式装入器从分区 (hd0,3) 的引导记录中装入 NT 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 的弹性
GRUB 最好的优点之一就是其强健的设计 -- 在不断使用它时请别忘了这点。如果更新内核或更改它在磁盘上的位置，不必重新安装 GRUB。事实上，如有必要，只要更新 menu.lst 文件即可，一切将保持正常。  
只有少数情况下，才需要将 GRUB 引导装入器重新安装到引导记录。首先，如果更改 GRUB root 分区的分区类型（例如，从 ext2 改成 ReiserFS），则需要重新安装。或者，如果更新 /boot/grub 中的 stage1 和 stage2 文件，由于它们来自更新版本的 GRUB，很有可能要重新安装引导装入器。其它情况下，可以不必理睬！

在这里只是介绍了 GRUB 的一部分。如需所有 GRUB 功能的完整描述，请阅读 GRUB 出色的 GNU 文档。只要在 bash 提示中输入 "info grub" 就可以阅读该文档。  
希望fans喜欢本教程，喜欢 GRUB (Grand Unified Boot Loader) 的强大功能和灵活性！