grub引导系统

GRUB是Linux系统的多引导加载程序，负责启动时加载内核，GRUB 2为主流版本，支持多系统引导，通过/boot/grub/grub.cfg配置菜单选项，修改后需执行update-grub生效，若引导损坏可用Live CD修复或手动重建。

GRUB引导系统详解

GRUB（Grand Unified Bootloader）是Linux和其他类Unix操作系统中广泛使用的引导加载程序，负责在计算机启动时加载操作系统内核并传递控制权，其设计灵活，支持多系统引导、自定义配置及复杂启动流程，以下从架构、配置、操作及常见问题等方面展开分析。

GRUB的核心功能与架构

1. 核心功能

   • 多系统引导：支持Windows、Linux、BSD等系统的共存与选择启动。
   • 模块化设计：通过动态加载模块扩展功能（如文件系统支持）。
   • 交互式命令行：允许用户在启动时手动调整参数。
   • 兼容性：支持Legacy BIOS和UEFI两种固件模式。

2. 架构分层
   GRUB分为两个主要版本：GRUB Legacy（旧版）和GRUB 2（新版），两者的核心差异如下：

   特性	GRUB Legacy	GRUB 2
   配置文件	menu.lst	grub.cfg
   模块化支持	有限	高度模块化
   脚本语言	简单命令	支持完整脚本语法
   UEFI支持	不支持	支持
   默认安装路径	/boot/grub	/boot/grub2

GRUB 2的配置文件与启动流程

1. 配置文件结构
   GRUB 2的主配置文件为/boot/grub2/grub.cfg，但用户不应直接编辑此文件，而是通过修改模板文件并生成新配置：

   • 模板文件：/etc/default/grub（全局设置）和/etc/grub.d/目录下的脚本。
   • 生成命令：sudo grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg。

2. 关键配置参数

   # /etc/default/grub示例
   GRUB_DEFAULT=0                 # 默认启动项索引
   GRUB_TIMEOUT=5                 # 菜单显示时间（秒）
   GRUB_CMDLINE_LINUX="quiet"     # 内核启动参数
   GRUB_DISABLE_OS_PROBER=false   # 启用其他系统探测

3. 启动流程

   • 阶段1：BIOS/UEFI加载位于MBR或ESP分区的GRUB核心镜像（core.img）。
   • 阶段2：读取grub.cfg，显示启动菜单，加载内核与initramfs。
   • 阶段3：移交控制权给操作系统内核。

GRUB命令行与修复操作

1. 常用命令
   | 命令 | 功能 | |---------------------|-----------------------------------| | ls | 列出所有磁盘和分区 | | set root=(hdX,Y) | 设置根分区（如hd0,msdos1） | | linux /vmlinuz | 指定内核路径 | | initrd /initramfs | 加载初始化内存盘 | | boot | 启动已配置的内核 |

   

2. 典型修复场景

   • 场景1：GRUB菜单丢失
     使用Live CD进入救援模式，挂载根分区并重新安装GRUB：

     mount /dev/sda1 /mnt
     grub2-install --root-directory=/mnt /dev/sda
     grub2-mkconfig -o /mnt/boot/grub2/grub.cfg

   • 场景2：启动参数错误
     在GRUB菜单界面按e编辑启动项，临时修改内核参数（如删除quiet以显示详细日志）。

多系统引导配置示例

假设硬盘分区如下：

• /dev/sda1：Windows 10（NTFS）
• /dev/sda2：Linux根分区（ext4）

在/etc/grub.d/40_custom中添加自定义条目：

menuentry "Windows 10" {
    insmod ntfs
    set root=(hd0,msdos1)
    chainloader +1
}

运行grub2-mkconfig更新配置后，GRUB菜单将显示Windows选项。

GRUB与UEFI的兼容性问题

在UEFI模式下,需注意：

1. 分区格式：系统必须安装在GPT分区表的ESP（EFI System Partition）中。
2. 安全启动：部分Linux发行版需禁用Secure Boot或使用签名过的GRUB版本。
3. 安装路径：GRUB EFI文件通常位于/boot/efi/EFI/[distro]/grubx64.efi。

相关问答（FAQs）

Q1: 如何修改GRUB默认启动的操作系统？
A1:

• 编辑/etc/default/grub，设置GRUB_DEFAULT为菜单项的索引号或标题名称。
• GRUB_DEFAULT="Windows 10"或GRUB_DEFAULT=2（从0开始计数）。
• 最后运行sudo grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg生效。

Q2: 系统无法启动时，如何进入GRUB救援模式？
A2:

• 在启动时按住Shift（BIOS）或反复按Esc（UEFI）调出GRUB菜单。
• 选择“Advanced options”可进入恢复模式，或按c进入命令行。
• 若GRUB完全损坏,需使用安装介质进入Live环境修复。