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GRUB2及启动过程详解

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GRUB2及启动过程详解

作者: 南瓜剪子

2016年7月28日

1. 概述 ............................................................................................................................................ 2

2. CentOS7中GRUB2 ..................................................................................................................... 2

3. GRUB2 的 bootstrap image文件 .............................................................................................. 3

3.1. boot.img ............................................................................................................................ 3

3.2. diskboot.img ...................................................................................................................... 4

3.3. kernel.img .......................................................................................................................... 4

3.4. core.img ............................................................................................................................. 4

3.5. *.mod ................................................................................................................................. 4

4. 对比GRUB Legacy ...................................................................................................................... 5

4.1. stage1 ................................................................................................................................ 5

4.2. *_stage1_5 ........................................................................................................................ 5

4.3. stage2 ................................................................................................................................ 5

5. grub2-mkimage定制core.img ................................................................................................... 6

6. GRUB2安装 ................................................................................................................................ 7

6.1. Linux是怎么命名设备(/dev/sda) ..................................................................................... 7

6.2. MBR(Master Boot Record) ................................................................................................. 8

6.3. MBR分区表DPT(Disk Partition Table) ........................................................................... 10

6.4. LBA and CHS..................................................................................................................... 14

6.4.1. CHS(cylinders-heads-sectors) ................................................................................ 14

6.4.2. LBA(Logical Block Address) .................................................................................... 14

6.5. boot.img和core.img安装 ............................................................................................. 15

6.6. 硬盘总结 ........................................................................................................................ 18

7. 启动过程................................................................................................................................... 19

7.1. BIOS ................................................................................................................................. 19

7.2. GRUB2中boot.img ......................................................................................................... 20

7.2.1. Step1无条件跳转 ................................................................................................ 20

7.2.2. Step2 初始化 ....................................................................................................... 20

7.2.3. Step3 判断硬盘是否支持LBA还是只支持CHS ................................................ 22

7.2.4. Step4 采用LBA加载core.img第一个扇区 ....................................................... 23

7.2.5. Step5 拷贝core.img第一个扇区到内存指定位置 ............................................ 25

7.2.6. Step6 执行core.img第一条语句 ....................................................................... 27

7.2.7. Step7 boot.img总结 ............................................................................................. 27

7.3. GRUB2中core.img.......................................................................................................... 28

7.3.1. diskboot.img .......................................................................................................... 28

7.3.2. GRUB2 core Startup .............................................................................................. 34

7.3.3. GRUB主函数即GRUB主要功能 ......................................................................... 37

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grub命令以及启动详解

grub命令以及启动详解

Grub详解

1、一个GRUB配置文件 2、解读grub.conf文件

3、配置grub

4、GRUB的交互性

5、常见grub除错方法的思路 1 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 root (hd1,0) chainloader (hd1,0)+1 makeactive map (hd0) (hd1) map (hd1) (hd0) boot

GRUB启动全程细节窥探

GRUB启动全程细节窥探

GRUB启动全程细节窥探

理解Linux的启动过程，对于解决Linux系统启动问题还是非常有帮助的，知道Linux系统在每个阶段做了哪些事，将会帮助你更快的找到问题出处，并解决这些问题。

提示：在进行重要文件编辑之前，最好是先对文件进行备份。

首先，我们来看机器启动的第一步–自检(Power-On Self Test)

在启动过程中的第一步，就是自检，自检是由电脑的BIOS(基本输入输出系统)完成的,是对机器系统组件进行检查，不同的计算机架构可能有不同的检查方式，但它们是最终目的都是相同的。在自检过程中，如果发生错误，警报就会产生，机器就会产生一系列有规则的“滴”的声音，来标识特定的错误；如果自检通过，则BIOS就会读取硬盘上的主引导记录，然后载入在内存中找到的引导程序。

主引导记录（MBR）：

主引导记录(MBR)是通过BIOS读取启动驱动器的第一个512字节到内存（这里假设我们使用x86架构)在这512字节中，前面446字节一般包含一个底层启动代码，由它指向硬盘中的引导程序，后面64个字节包含了这个硬盘的分区表（由4个16字节组成），最后剩下的2个字节是Magic Number,它是用来进行错误检测。

引导程序（Boot Loader）

引导程序的目的是用来载入操作系统，在Linux系统中，有许多引导程序可以使用，但在Linux中最主要的引导程序是LILO和GRUB；Windows也有自己的引导程序，叫NTLDR(New

Technology Loader),你可能曾经也在windows启动的时候看到，这样子的信息”NTLDR is

missing”；这就是windows引导程序出错后显示的提示信息。

GRUB

在当今Linux发行版本中最为流行的引导程序就是GRUB(GRand Unified

Bootloader ),GRUB是一个写入到主引导记录和硬盘上的启动分区(/boot)中，并且用于加载操作系统的程序。GRUB是基于模块化设计，由不同的工作阶段组成。其中GRUB的启动阶段分为 Stage1和Stage1_5和Stage2这三部分组成。

Linux操作系统之一：简述Linux系统开机引导和启动过程

Linux操作系统之一：简述Linux系统开机引导和启动过程

Linux操作系统之一：简述Linux系统开机引导和启动过程

操作系统的启动分为两个阶段：

• 引导boot

• 启动startup

引导阶段开始于打开电源开关，结束于内核初始化完成和

systemd 进程成功运行。启动阶段接管了剩余工作，直到操作系统进入可操作状态。

总体来说，Linux 的开机引导和启动过程是相当容易理解，下文将分节对于不同步骤进行详细说明。

• BIOS 上电自检（POST）

• 引导装载程序 (GRUB2)

• 内核初始化

• 启动 systemd，其是所有进程之父。

注意，本文以 GRUB2 和 systemd 为载体讲述操作系统的开机引导和启动过程，是因为这二者是目前主流的 linux 发行版本所使用的引导装载程序和初始化软件。当然另外一些过去使用的相关软件仍然在一些 Linux 发行版本中使用。

引导过程 引导过程能以两种方式之一初始化。

• 其一，如果系统处于关机状态，那么打开电源按钮将开启系统引导过程

• 其二，如果操作系统已经运行在一个本地用户（该用户可以是

root 或其他非特权用户），那么用户可以借助图形界面或命令行界面通过编程方式发起一个重启操作，从而触发系统引导过程。重启包括了一个关机和重新开始的操作。

BIOS 上电自检（POST）

上电自检过程中其实 Linux 没有什么也没做，上电自检主要由硬件的部分来完成，这对于所有操作系统都一样。当电脑接通电源，电脑开始执行 BIOS（基本输入输出系统Basic I/O System）的 POST（上电自检Power On Self Test）过程。

BIOS 上电自检确认硬件的基本功能正常，然后产生一个 BIOS 中断 INT 13H，该中断指向某个接入的可引导设备的引导扇区。它所找到的包含有效的引导记录的第一个引导扇区将被装载到内存中，并且控制权也将从引导扇区转移到此段代码。

引导扇区是引导加载器真正的第一阶段。大多数 Linux 发行版本使用的引导加载器有三种：GRUB、GRUB2 和 LILO。GRUB2 是最新的，也是相对于其他老的同类程序使用最广泛的。

grub2 原理

grub2 原理

grub2 原理

全文共四篇示例，供读者参考

第一篇示例：

Grub2是一款广泛应用于Linux操作系统的引导管理器，其设计的初衷是为了解决引导多个操作系统的问题。Grub2的设计极具灵活性和可扩展性，使得它成为目前最流行的引导管理器之一。

Grub2的工作原理十分复杂，但可以简单地分为几个主要步骤：

第一步是启动引导加载程序。当计算机启动时，BIOS会加载Grub2引导加载程序到内存中，并执行引导加载程序。引导加载程序的主要功能是在系统启动时向用户提供一个选择菜单，让用户选择要启动的操作系统。

第二步是加载内核。一旦用户选择了要启动的操作系统，Grub2会加载该操作系统的内核文件到内存中。内核文件包含了操作系统的核心功能，如进程管理、文件系统等。

第三步是加载初始化RAM磁盘（initrd）。在加载内核之后，Grub2会加载initrd文件到内存中。initrd是一个临时的文件系统，用于初始化硬件设备和加载驱动程序，以便系统能够顺利启动。

第四步是启动操作系统。Grub2会将控制权交给内核，由内核初始化系统并启动用户空间进程，最终启动操作系统。 Grub2的设计具有许多优点，例如支持多种文件系统和操作系统，能够通过脚本和配置文件自定义启动选项，支持密码保护和图形界面等。Grub2还支持在启动时对引导选项进行编辑，方便用户在系统启动时进行调试和配置。

Grub2也存在一些缺点，例如在配置文件中出现错误可能导致系统无法启动，引导加载程序的体积相对较大，可能会增加系统启动时间等。在使用Grub2时，用户需要仔细阅读文档并谨慎配置，以避免出现问题。

Grub2是一款功能强大且灵活的引导管理器，能够帮助用户管理多个操作系统的启动过程。它的工作原理虽然复杂，但通过对其原理和配置文件的深入了解，用户可以充分利用其强大的功能，提高系统的稳定性和性能。