GRUB啟動全程細節窺探

理解Linux的啟動過程，對於解決Linux系統啟動問題還是非常有協助的，知道Linux系統在每個階段做了哪些事，將會協助你更快的找到問題出處，並解決這些問題。

提示：在進行重要檔案編輯之前，最好是先對檔案進行備份。

首先，我們來看機器啟動的第一步–自檢(Power-On Self Test)

在啟動過程中的第一步，就是自檢，自檢是由電腦的BIOS(基本輸出入系統 (BIOS))完成的,是對機器系統組件進行檢查，不同的電腦架構可能有不同的檢查方式，但它們是最終目的都是相同的。在自檢過程中，如果發生錯誤，警報就會產生，機器就會產生一系列有規則的“滴”的聲音，來標識特定的錯誤；如果自檢通過，則BIOS就會讀取硬碟上的主引導記錄，然後載入在記憶體中找到的引導程式。

主引導記錄MBR）：

主引導記錄(MBR)是通過BIOS讀取開機磁碟機的第一個512位元組到記憶體這裡假設我們使用x86架構)在這512位元組中，前面446位元組一般包含一個底層啟動代碼，由它指向硬碟中的引導程式，後面64個位元組包含了這個硬碟的分區表由4個16位元組組成），最後剩下的2個位元組是Magic Number,它是用來進行錯誤偵測。

引導程式Boot Loader）

引導程式的目的是用來載入作業系統，在Linux系統中，有許多引導程式可以使用，但在Linux中最主要的引導程式是LILO和GRUB；Windows也有自己的引導程式，叫NTLDR(New Technology Loader),你可能曾經也在windows啟動的時候看到，這樣子的資訊”NTLDR is missing”；這就是windows引導程式出錯後顯示的提示資訊。

GRUB

在當今Linux發行版本中最為流行的引導程式就是GRUB(GRand Unified Bootloader ),GRUB是一個寫入到主引導記錄和硬碟上的開機磁碟分割(/boot)中，並且用於載入作業系統的程式。GRUB是基於模組化設計，由不同的工作階段組成。其中GRUB的啟動階段分為 Stage1和Stage1_5和Stage2這三部分組成。

Stage1

stage1代碼被寫入到主引導記錄的512位元組中去，但由於MBR大小方面的限制；GRUB stage1 通常指向GRUB的下一階段stage1_5或stage2,GRUB是否需要載入stage1_5這取決於當前檔案系統的類型。可以查看GRUB stage1,只要在系統的/boot/grub目錄下運行以下命令：

[root@localhost grub]# file stage1 stage1: x86 boot sector, code offset 0×48

Stage1_5

Stage1_5是位於Stage1和Stage2之間的中間階段
如果你查看過/boot/grub目錄，你應該會看到各種不同檔案系統類型名稱的stage1_5檔案，這些檔案會讓stage1_5階段準確的識別檔案系統類型
以下是儲存在/boot/grub目錄下的stage1_5檔案：

e2fs_stage1_5 fat_stage1_5 ffs_stage1_5 iso9660_stage1_5 jfs_stage1_5 minix_stage1_5 reiserfs_stage1_5 ufs2_stage1_5 vstafs_stage1_5 xfs_stage1_5

Stage2

這是grub的主要階段，它通常在/boot分區中的/boot/grub/stage2位置，它讀取/boot/grub/grub.conf檔案中的配置資訊來確認如何載入核心,它擁有互動介面，允許你通過它來解決啟動問題，重新或修改GRUB，如何讓系統工作，stage2給使用者顯示出一個圖形啟動菜單，如果沒有使用相關的按鍵進行操作，如e,i鍵等，那麼在規定時間內，沒有進行選擇，GRUB就會從預設功能表項目啟動。

/boot/grub/grub.conf

該檔案指定特定核心和initrd檔案所有模組,並載入到你的Linux系統中去。

以下是RedHat中典型的grub.conf檔案

# grub.conf generated by anaconda # # Note that you do not have to rerun grub after making changes to this file # NOTICE:  You have a /boot partition.  This means that #          all kernel and initrd paths are relative to /boot/, eg. #          root (hd0,0) #          kernel /vmlinuz-version ro root=/dev/hdb9 #          initrd /initrd-version.img #boot=/dev/hdb default=0 timeout=5 splashimage=(hd0,0)/grub/splash.xpm.gz hiddenmenu title Red Hat Enterprise Linux Server   (2.6.18-53.el5) root (hd0,0) kernel /vmlinuz-2.6.18-53.el5 ro root=LABEL=/ rhgb quiet initrd /initrd-2.6.18-53.el5.img

以下是經常出現的啟動錯誤介面：

GNU GRUB  version 0.97  (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>

什麼都沒有，只有GRUB的提示符，我們該怎麼辦？通過GRUB中的TAB鍵來手動啟動,以下是操作步驟:

grub> root (hd0,0) Filesystem type is ext2fs, partition type 0×83 grub> kernel /<TAB> Possible files are: lost+found grub initrd-2.6.18-8.el5.img System.map-2.6.18- 8.el5 config-2.6.18-8.el5 symvers-2.6.18-8.el5.gz vmlinuz-2.6.18-8.el5 grub> kernel /vmlinuz-2.6.18-8.el5  ro root=LABEL=/ [Linux-bzImage, setup=0x1e00, size=0x1ad054] grub> initrd /<TAB> Possible files are: lost+found grub initrd-2.6.18-8.el5.img System.map-2.6.18- 8.el5 config-2.6.18-8.el5 symvers-2.6.18-8.el5.gz vmlinuz-2.6.18-8.el5 grub> initrd /initrd-2.6.18-8.el5.img [Linux-initrd @ 0xfe8a000, 0x15547c bytes] grub> boot

其中，root (hd0,0)專指第一塊硬碟中的第一個分區；在kernel行中，你可以輸入”/”,<TAB>就可以查看顯示核心列表，在輸入所要啟動核心名稱的幾個關鍵字符之後，按<TAB>鍵讓GRUB自動幫你補全；另外”ro root=LABEL=/”選項，來自我對RedHat系統使用的經驗,你可能會有所不同；所以你需要在你的grub.conf檔案中檢查這些內容。

在initrd行，也可以使用同樣的操作，顯示相關內容列表。最後，輸入boot，斷行符號，Linux系統就可以啟動。

感謝來自OwnLinux：GRUB 啟動窺探的稿件。

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