Grub简介（译）

Grub中的名字约定:
在Grub中的设备语法要与我们以前在操作系统中所见到的会有一些不同.我们需要了解这些区别来指定我们的硬盘或是分区.
如下面的例子:
(fd0)
首先我们要知道的就是在Grub中设备的名称是由()括起来的.这里的fd部分指出这是一个软盘.0是设备的标号,在Grub中设备的标号是由0开始算起的.这个表达就表示出Grub要使用整个软盘.
(hd0,1)
这里的hd意味着硬盘.这里的第一个0是指硬盘的标号,也就是说,这里指的是第一个硬盘,而第二个数字1则是指分区的标号(或者是BSD中的段标号[slice number]).在这里我们要再一次指出注意的就是在Grub中分区的标号是由0开始算起的,而不是由于1算起.这个表达是指第一个硬盘的第二个分区.在这种情况下,Grub中使用一个硬盘的一个分区而不是整个硬盘.
(hd0,4)
这个表达式是指第一个硬盘的第一个扩展分区.在这里我们要注意的就是扩展分区是由4开始算起的,而不管我们硬盘的主分区的标号是多少.
(hd1,a)
这是指第二个硬盘的BSD 'a'分区.如果我们需要指出使用哪一个段标号,我们要使用这样的形式:(hd0,1,a).如果我们没有指定段标号,Grub就会查找第一个含有BSD'a'分区的段标号.
当然事实上如果我们要用Grub来访问硬盘或是分区,我们需要在命令行中指定设备,例如:
root (fd0)或是unhide (hd0,2).为帮助我们查找我们需要的分区标号,Grub命令行选项有着参数完成功能.例如如果我们输入
root (
然后我们输入Tab键,Grub就会列出一个清单,其中含有硬盘,分区或是文件名.这样即使我们对于这样的语法有着太少的了解,我们也可以很容易的确定目录分区.
在这里我们要注意的就是Grub并不会区分IDE和SCSI.他只是简单的从0开始算起,而不会理分他的类型.在通常的情况下,IDE的驱动号要小于SCSI的驱动号,仅管当我们在BIOS中调换IDE和SCSI的启动队列而改变这样的事实.
现在的问题就是如何来指定一个文件?例如下面的例子:
(hd0,0)/vmlinuz
这里指定了一个名为vmlinuz的文件,这个文件可以在第一个硬盘的第一个分区找到.在这里我们要注意的是参数的完成也可以指定文件名时使用.
安装
要想安装Grub作为我们的boot loader,我们首先要在我们的类UNIX系统上安装Grub系统及实用程序.我们由源代码tar包来安装,或是使用针对我们系统的软件包.
在我们做完这些以后,我们需要安装boot loader到一个设备(软盘或是硬盘).现在有两种方法来完成这样的工作.我们可以在类UNIX操作系统上使用Grub实用程序来安装,或是由软盘来运行Grub.这两种方法是极其相似的,然而也许实用程序会检测到一个错误的BIOS驱动器,所有我们要十分的小心.
我们也可以将Grub装在类UNIX系统上,但是这样我们要保证我们有一张应急启动盘,这样如果在偶然的情况下,我们驱动器不可以启动时我们可以用软盘来修复我们的系统.
Grub常常带用启动镜像(boot images),这个镜像通常放在这个目录中:/usr/share/grub/i386-pc.如果我们不使用Grub安装,我们需要将文件stage1,stage2,*stage1_5拷贝到目录/boot/grub中.这样以后,Grub镜像初始存放的目录(通常为/usr/share/grub/i386-pc)被称为镜像目录(images directory),Grub启动需要查找的目录(/boot/grub)被称为启动目录.
创建Grub启动软盘:
要创建Grub启动软盘,我们要将文件stage1及stage2由镜像目录取出,然后分别地写入软盘的第一个和第二个块中.在类UNIX操作系统上我们可以用下面的命令来完成这样的工作:
# cd /usr/share/grub/i386-pc
# dd if=stage1 of=/dev/fd0 bs=512 count=1
1+0 records in
1+0 records out
# dd if=stage2 of=/dev/fd0 bs=512 seek=1
153+1 records in
153+1 records out
#
在这里驱动器的名称也许会不同,这要取决于我们所用的操作系统.
安装Grub:
Grub现在可以引导GNU Mach,Linux,FreeBSD,NetBSD,OpenBSD,所以用Grub作引导程序是一个相当不错的选择.但是通常情况下,备份分区的第一个扇区是相当重要的,因为我们要在这个分区上安装Grub的stage1.如果我们要将Grub安装在硬盘的第一个扇区则这样的工作就显得不是特别的重要了,因为他是很容易改写的.
如果我们要在本地环境下安装Grub,我们要创建Grub引导盘,然后用他来重启计算机.
一旦启动,Grub就会显示一个命令行界面,首先,我们要将Grub的启动设备设为包含启动目录的分区:
grub> root (hd0,0)
如果我们不能确定哪一个目录包含这个启动目录,我们可以用下面的find命令进行查找:
grub> find /boot/grub/stage1
这样Grub就会查找文件/boot/grub/stage1并且显示包含这个文件的目录.
如果我们正确的设置了启动设备,我们就可以运行setup命令:
grub> setup (hd0)
这个命令会将Grub安装在MBR上(Master Boot Record).如果我们想将其安装在某一个扇区而不是MBR上,我们可以用下面的命令:
grub> setup (hd0,0)
使用grub-install安装Grub
注意:这种方法被认为是相对来说是不安全的,因为会有一些因素使得我们的计算机不能启动.例如大多数的操作系统并不会告诉Grub如何来映射BIOS驱动器和系统设备,Grub仅仅是来猜测这种映射关系.这种方法在大多数的情况下是可以成功的,但是不总是这样的.所以Grub提供给我们一个名为设备映射(device map)的映射文件,如果有错误时我们要修改这个文件.
如果我们要类UNIX操作系统上使用grub-install来安装Grub,我们要使用超级用户(root).这种用法也是相单简单的,我们只要提供一个参数来指定boot loader的安装位置.这个参数可以是一个设备文件(如:/dev/hda)也可以是Grub符号指定的分区.例如在Linux上下面的命令可以将其安装在MBR或是第一个IDE磁盘上:
# grub-install /dev/hda
在GNU/Hurd下也有相似的命令:
# grub-install /dev/hd0
如果这是BIOS的第一个驱动器,下面的命令也起着同样的作用:
# grub-install '(hd0)'
或者是我们可以省略引号:
# grub-install hd0
但是上面的命令认为Grub使用的是root目录下的镜像.如果我们要想Grub使用其他的目录而不是root目录,我们要指定--root-directory选项.常用的用法是我们可以创建一个Grub启动软盘,下面是一个例子:
# mke2fs /dev/fd0
# mount -t ext2 /dev/fd0 /mnt
# grub-install --root-directory=/mnt fd0
# umount /mnt
另一个例子就是我们有一个单独的启动分区被挂载在/boot.因为Grub是一个启动引导程序,所以他不根本不知道挂载点.所以我们需要下面的样子来运行grub-install:
# grub-install --root-directory=/boot /dev/hda
正如我们上面所说的那样,在类UNIX操作系统上正确的猜测BIOS驱动器是相当困难的.所以grub-install会提示我们在安装完成以后检查我们是否可以使用正确的映射.所以我们要相当的小心.如果我们得到的输出有误,那么似乎我们的计算机是不可能毫无问题的启动了.
在这里我们要注意的是grub-install事实是一个Shell脚本,而他真正的任务是由grub shell完成的.所以我们可以通过直接运行grub来安装Grub,而不需要使用grub-install.然而我们不要轻易的使用他,除非我们对他的内部情况有着清楚的了解.在一个运行着的系统上安装启动引导程序是相当危险的.
制造Grub启动光盘:
我们可以从Grub使用整个CD光盘,而不必制造软盘或是硬盘镜像文件,这会产生兼容性问题.为了从光盘启动,Grub使用特殊的一个名为stage2_eltorito的Stage 2.我们在可启动的光盘中唯一需要的Grub文件是stage2_eltorito和一个可选用的配置文件menu.lst.我们不需要使用stage1和stage2,因为El Torito与标准的启动过程是相当不同的.
下面是一个制造可启动光盘的例子,首先我们要为启动镜像创建一个顶级目录iso:
$ mdkir iso
为Grub创建目录:
$ mkdir -p iso/boot/grub
复制stage2_eltorito文件: 
$ cp /sur/share/grub/i386-pc/stage2_eltorito iso/boot/grub
如果需要可以在iso/boot/grub下建一个配置文件menu.lst,并且复制disc文件和目录到iso/目录.
最后产生ISO9660镜像文件:
$ mkisofs -R -b boot/grub/stage2_eltorito -no-emul-boot \ -boot-load-size 4 -boot-info-table -o grub.iso iso
这会产生一个名为grub.iso文件,这个文件可以烧录到CD.
mkisofs已经从文件boot/grub/stage2_eltorito使磁盘成为可启动了,所以我们没有必要在磁盘上安装Grub.
我们可以在我们的配置文件中使用设备'(cd)'来访问光盘.这不是必须的.当从光盘启动时Grub可自动的设置启动设备为'(cd)'.
启动:
Grub可以以一定的方式引导多种内核,但是对于一些自由操作系统我们需要使用特殊的方法.如何启动操作系统:
Grub有两种不同的启动方法.一种就是直接启动操作系统,另一种方法就是将启动引导权将给另一个启动引导程序,由他来引导操作系统.一般而言,前者是更令人满意,因为我们不需安装和维护另一个启动引导程序.Grub是足够的灵活可以从单一的磁盘或是分区装入操作系统.然而后一种方法也是需要的,因为Grub并不会支持现在存在的所有的操作系统.
如何由Grub直接引导:
多种启动是Grub所支持的启动格式.为了方便,Grub还会支持Linux,FreeBSD,NetBSD,OpenBSD的启动.如果我们要启动其他的操作系统,我们就不得不使用chain-load来启动了.
一般情况下,Grub的启动步骤如下:
1 用root命令设置Grub的启动设备为存放系统启动镜像的驱动器.
2 用kernel命令装入内核镜像.
3 如果我们还需要模块,用module命令或是modulenounzip命令装入所需要的模块.
4 运行boot命令.
Linux,FreeBSD,NetBSD,OpenBSD可以用类似的简单方法进行启动.我们用命令kernel命令装入内核,然后运行命令boot.如果内核需要一些参数,只要在内核的文件名后加上所需要的参数就可以了.
如果我们要启动Grub不支持的操作系统,我们要用chain-load来启动.一般情况下,启动引导程序存入在系统安装分区的启动扇区.这样的系统的启动如下:
1 用rootnoverify命令设置Grub的启动设备:
grub> rootnoverify (hd0,0)
2 用makeactive命令设置活动标记:
grub> makeactive
3 用命令chainloader命令装入启动程序:
grub> chainloader +1
+1表明Grub要从开始的分区读入一个扇区.
4 执行命令boot
下面的部分我们来谈一些我们在启动特定系统时要注意的一些问题:
GNU/Hurd
因为GNU/Hurd是适应多重引导的,所以我们可以很容易的来启动他,在这一点并没有什么特殊的内容.但是我们不要忘记我们要为内核指定启动分区:
1 设置Grub的启动设备.一般情况下,我们可以用下面的命令来帮助我们:
find /boot/gnumach
2 用下面的命令装入内核及模块:
grub> kernel /boot/gnumach root=hd0s1
grub> module /boot/serverboot
3 执行boot命令.
GNU/Linux
我们可以很容易的由Grub来启动Linux.其启动方法如下:
1 设置Grub的启动设备.一般情况下,下面的命令可以帮助我们确定启动分区:
find /vmlinuz
2 装入内核:
grub> kernel /vmlinuz root=/dev/hda1
如果我们需要指定一参数,我们可以像下面的命令一样来指定:
grub>kernel /vmlinuz root=/dev/hda1 vga=ext
我们可以在Linux的源码树中得到所有的可用的选项.
3 如果我们使用initrd,我们要执行initrd命令:
grub> initrd /initrd
4 执行boot命令.
在这里我们要注意的就是如果我们用mem选项来指定内核所使用的内存时,我们要同时为Grub指定同样大小的内存.
FreeBSD:
Grub可以以ELF或是a.out格式直接装入内核.但是我们并不会推荐这样的做,因为有时FreeBSD的启动接口改动较大,所以有时Grub并不会正确的传入内核参数.在这样的情况下,我们推荐更为灵活的/boot/loader来代替.如下面的例子:
grub> kernel /boot/loader
grub> boot
NetBSD:
Grub可以以ELF或是a.out的格式直接启动NetBSD.我们可以用下面的步骤来做到:
1 指定Grub的启动设备
2 用kernel命令装入内核.如果我们要以ELF的格式启动,我们要加上--type=netbsd选项.如下面的命令:
grub> kernel --type=netbsd /netbsd-elf
3 执行boot命令.
OpenBSD:
与NetBSD的启动命令相同.
DOS/WINDOWS
Grub并不可以直接启动WINDOWS,所以我们要由chain load来启动这样的系统.然而他们的启动引导程序有一些特殊的定义,所以我们仅仅是使用chain-load并不可以很好的来完成工作.为了克服这样的问题,Grub为我们提供了两个帮助函数.
如果我们并不是在第一块硬盘上安装了DOS或是WINDOWS,我们需要使用硬盘交换技术,因为这样的系统只可以从第一个硬盘启动,而不可以从其他的硬盘启动.在Grub中我们要使用map命令,如下:
grub> map (hd0) (hd1)
grub> map (hd1) (hd0)
这样的命令在我们的第一个硬盘和第二个硬盘间进行了一次虚拟交换.
在这里我们要注意的就是如果系统使用BIOS来访问磁盘,这样的方法是很好效的.如果系统是使用特殊的驱动器,这样的方法就不可以起作用了.
而在这里出现的另一个问题:如果我们在一个硬盘上安装了多个DOS或是WINDOWS系统,而对于DOS或是WINDOWS来说有多个主分区,那么他们在启动时就会发生混乱.我们应避免这样的情况,如果我们确实这样做了,我们也是有解决办法的.我们可以使用分区的隐藏技术.
如果我们隐藏(hide)了一个DOS或是WINDOWS分区,DOS或是WINDOWS系统就会忽略这个分区.如果我们开放(unhide)了一个DOS或是WINDOWS分区,DOS或是WINDOWS就会检测这个分区.所以如果我们在我们的第一个硬盘上的第一个分区和第二个分区安装了DOS或是WINDOWS系统,而我们要启动第一个分区的拷贝,我们这样的来做:
grub> unhide (hd0,0)
grub> hide (hd0,1)
grub> rootnoverify (hd0,0)
grub> makeactive
grub> boot
SCO UnixWare
这个系统的启动我们要使用--force选项来进行chain loade,如下面的命令:
grub> rootnoverify (hd1,0)
grub> chainloader --force +1
grub> makeactive
grub> boot
QNX:
QNX似乎是要使用更大的启动引导程序,所以我们要像下面的这样的来引导他:
grub> rootnoverify (hd1,1)
grub> chainloader +4
grub> boot
配置文件:
从这里我们可以看到如果我们要启动一个系统,我们要输入许多的命令.Grub为我们提供了一个菜单的接口来解决这个问题.从这个启动菜单我们可以来选择我们要启动的系统.
使用菜单启动,我们需要在启动目录下建立一个名为men.lst的配置文件.下面我们来分析一下这个配置文件.
在这个文件的头部包含一些一般的设置以及和菜单接口相关的选项.我们可以在任何内容之前放入这些内容.
#
# Sample boot menu configuration file
#
正如我们想到的,这些语句是注释行.在Grub中以#及空格开头的会被Grub忽略掉.
# By default, boot the first entry.
default 0
第一个输入是默认的选择,在这里我们要注意的是这里由0开始而不是由1开始.
# Boot automatically after 30 secs.
timeout 30
正如在注释中所说的,Grub中会自动在30秒后启动默认的系统,除非我们要做出选择.
# Fallback to the second entry.
fallback 1
如果因为某些原因,第一个选择不可以很好的工作,我们可以进入第二个系统.
现在我们要开始我们真正的系统定义了.这里的每一个选择都是由一些特殊的命令开始的:title,而动作的描述则是放在其后.在这里我们要注意的是在每一个内容的后面并没有boot命令.这里因为如果Grub成功的装入了其他的命令以后就会自动执行boot命令.
命令title的参数是在启动画面上显示的内容.因为title是要显示的参数,所以我们可以在这里写上任何的内容.
# For booting GNU/Hurd
title GNU/Hurd
root (hd0,0)
kernel /boot/gnumach.gz root=hd0s1
module /boot/serverboot.gz
这会从第一个硬盘启动GNU/Hurd.
# For booting GNU/Linux
title GNU/Linux
kernel (hd1,0)/vmlinuz root=/dev/hdb1
这会从第二个硬盘启动GNU/Linux
# For booting Mach (getting kernel from floppy)
title Utah Mach4 multiboot
root (hd0,2)
pause Insert the diskette now^G!!
kernel (fd0)/boot/kernel root=hd0s3
这个会启动Mach系统,但是这个系统的内核是在软盘上而文件系统却是在hd0s3上.他也会包含一个暂停行,这会便利Grub显示一个提示,并在执行的其他的命令之前暂停.
# For booting FreeBSD
title FreeBSD
root (hd0,2,a)
kernel /boot/loader
这个内容会从第三个硬盘的第三个PC片的'a'分区启动FreeBSD.
# For booting OS/2
title OS/2
root (hd0,1)
makeactive
# chainload OS/2 bootloader from the first sector
chainloader +1
# This is similar to "chainload", but loads a specific file
#chainloader /boot/chain.os2
这个内容会使用chain load启动OS/2
title Windows NT / Windows 95 boot menu
root (hd0,0)
makeactive
chainloader +1
# For loading DOS if Windows NT is installed
# chainload /bootsect.dos
与上面的内容相同的,只是用来启动Windows.
# For installing GRUB into the hard disk
title Install GRUB into the hard disk
root (hd0,0)
setup (hd0)
这个命令内容会将GRUB安装在硬盘上.
# Change the colors.
title Change the colors
color light-green/brown blink-red/blue
在最后的一个内容中我们使用了color命令来改变启动菜单的颜色.这是一个相对特殊的命令,因为这个命令可以在命令行和菜单中使用.在GRUB还有许多类似的命令.