Linux学习笔记 - grub2

这篇笔记是对boot loader学习的记录. 现在linux主流的 boot loader就是grub2.

boot loader的功能:

• 选择menuentry来决定加载哪个kernel
• 解压kernel, 并根据相应配置加载到内存中.
• 转交给其他的boot loader

grub2运行的两个阶段:

• 执行grub2的主程序.
  grub2的主程序安装在MBR中, MBR非常小, 不超过446bytes.
• 主程序载入相关配置文件.
  配置文件主要在/boot这个目录下.

[root@study ~]# ls -l /boot/grub2
-rw-r--r--. device.map <==grub2 的裝置對應檔(底下會談到)
drwxr-xr-x. fonts <==開機過程中的畫面會使用到的字型資料
-rw-r--r--. grub.cfg <==grub2 的主設定檔！相當重要！
-rw-r--r--. grubenv <==一些環境區塊的符號
drwxr-xr-x. i386-pc <==針對一般 x86 PC 所需要的 grub2 的相關模組
drwxr-xr-x. locale <==就是語系相關的資料囉drwxr-xr-x. themes <==一些開機主題畫面資料

[root@study ~]# ls -l /boot/grub2/i386-pc
-rw-r--r--. acpi.mod <==電源管理有關的模組
-rw-r--r--. ata.mod <==磁碟有關的模組
-rw-r--r--. chain.mod <==進行 loader 控制權移交的相關模組
-rw-r--r--. command.lst <==一些指令相關性的列表
-rw-r--r--. efiemu32.o <==底下幾個則是與 uefi BIOS 相關的模組
-rw-r--r--. efiemu64.o
-rw-r--r--. efiemu.mod
-rw-r--r--. ext2.mod <==EXT 檔案系統家族相關模組
-rw-r--r--. fat.mod <==FAT 檔案系統模組
-rw-r--r--. gcry_sha256.mod <==常見的加密模組
-rw-r--r--. gcry_sha512.mod
-rw-r--r--. iso9660.mod <==光碟檔案系統模組
-rw-r--r--. lvm.mod <==LVM 檔案系統模組
-rw-r--r--. mdraid09.mod <==軟體磁碟陣列模組
-rw-r--r--. minix.mod <==MINIX 相關檔案系統模組
-rw-r--r--. msdospart.mod <==一般 MBR 分割表
-rw-r--r--. part_gpt.mod <==GPT 分割表
-rw-r--r--. part_msdos.mod <==MBR 分割表
-rw-r--r--. scsi.mod <==SCSI 相關模組
-rw-r--r--. usb_keyboard.mod <==底下兩個為 USB 相關模組
-rw-r--r--. usb.mod
-rw-r--r--. vga.mod <==VGA 顯示卡相關模組
-rw-r--r--. xfs.mod

主配置文件/boot/grub2/grub.conf:

grub2对硬盘的排序编码方式与传统linux不同:

(hd0,1) # 一般的預設語法，由 grub2 自動判斷分割格式
(hd0,msdos1) # 此磁碟的分割為傳統的 MBR 模式
(hd0,gpt1) # 此磁碟的分割為 GPT 模式

(hd0,1): hd0表示搜寻到的第一块硬盘, 1表示此硬盘上的第一块分区.
注意: 硬盘的代号从0开始, 分区的代号从1开始.
(hd0,msdos1): 如果是MBR的模式, 也可以写做(hd0,msdos1)
例如:
系统中有一块SATA硬盘, 采用的是逻辑分区. 那么grub2的档名和代号是: (hd0,msdos5)可简写成(hd0,5)

主配置文件的内容:

[root@study ~]# vim /boot/grub2/grub.cfg
# 開始是 /etc/grub.d/00_header 這個腳本執行的結果展示，主要與基礎設定與環境有關
### BEGIN /etc/grub.d/00_header ###
set pager=1

if [ -s $prefix/grubenv ]; then 
   load_env
fi

.....(中間省略).....
if [ x$feature_timeout_style = xy ] ; then
   set timeout_style=menu
   set timeout=5
# Fallback normal timeout code in case the timeout_style feature is
# unavailable.
else
   set timeout=5
fi
### END /etc/grub.d/00_header ###
# 開始執行 /etc/grub.d/10_linux，主要針對實際的 Linux 核心檔案的開機環境
### BEGIN /etc/grub.d/10_linux ###
menuentry 'CentOS Linux 7 (Core), with Linux 3.10.0-229.el7.x86_64' --class rhel fedora \
 --class gnu-linux --class gnu --class os --unrestricted $menuentry_id_option \
 'gnulinux-3.10.0-229.el7.x86_64-advanced-299bdc5b-de6d-486a-a0d2-375402aaab27' {
   load_video
   set gfxpayload=keep
   insmod gzio
   insmod part_gpt
   insmod xfs
   set root='hd0,gpt2'
   if [ x$feature_platform_search_hint = xy ]; then
     search --no-floppy --fs-uuid --set=root --hint='hd0,gpt2' 94ac5f77-cb8a-495e-a65b-...
   else
     search --no-floppy --fs-uuid --set=root 94ac5f77-cb8a-495e-a65b-2ef7442b837c
   fi
}
### END /etc/grub.d/10_linux ###
.....(中間省略).....
### BEGIN /etc/grub.d/30_os-prober ###
### END /etc/grub.d/30_os-prober ###
### BEGIN /etc/grub.d/40_custom ###
### END /etc/grub.d/40_custom ###
.....(底下省略).....

主配置文件的设置比较复杂, grub官方是不推荐直接修改这个文件的. 修改配置的主要方式是修改几个特定的配置文件后, 使用grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg这个command来配置.
menuentry当中比较重要的几个部分:

• set root='hd0,gpt2':
  这个root是指grub2配置文件所在的装置. 以我們的測試機來說，當初安裝的時候分割出/ 與 /boot 兩個裝置唷，而 grub2 是在 /boot/grub2 這個位置上， 而這個位置的磁碟檔名為 /dev/vda2 ，因此完整的 grub2 磁碟名稱就是 (hd0,2) 囉！因為我們的系統用的是 GTP 的磁碟分割格式， 因此全名就是『 hd0,gpt2 』
• linux16 /vmlinuz-... root=/dev/mapper/centos-root ...:
  • 如果沒有 /boot 分割，僅有/ 分割：
    /boot/vmlinuz-xxx --> (/)/boot/vmlinuz-xxx --> (hd0,msdos1)/boot/vmlinuz-xxx
  • 如果 /boot 是獨立分割，則檔名的變化會是這樣：
    /boot/vmlinuz-xxx --> (/boot)/vmlinuz-xxx --> (hd0,msdos1)/vmlinuz-xxx
• initrd16 /initramfs-3.10...:
  initramfs所在档名, 路径搜索方式同上.