13.2、grub引导程序介绍

1、linux系统启动流程：

    post--->根据主板上ROM固件中的系统设置、判断从哪个设备启动--->读取设备的第一扇区的前512字节（MBR），判断用什么bootloader引导系统到内存中--->启动内核程序，有可能会借助于ramdisk--->将内核装载在内存中，建立临时根文件系统（rootfs），完成根系统切换--->启动第一个用户进程init（pid1：/sbin/init、/etc/inittab：设定默认运行级别、etc/init/*.conf：init的配置文件、初始化脚本参数及启动对应级别下的服务）--->启动终端

2、GRUB（bootloader）：grand unified bootloader

    grub0.x：grub legacy（centos5/6）

    grub1.x：grub2

3、grub legacy：此版本的grub分为三个阶段

    stage1：引导安装在MBR中的引导程序（bootloader）

    stage1_5：MBR之后的扇区，让stage1中的bootloader能识别stage2所在分区上的文件系统

    stage2：存放在磁盘上的grub（存放位置：/boot/grub），grub的配置文件：/boot/grub/grub.conf，在etc目录下有此文件的连接文件：/etc/grub.conf，如下：

            [root@localhost ~]# ll /etc/grub.conf 

            lrwxrwxrwx. 1 root root 22 Dec 31 20:14 /etc/grub.conf -> ../boot/grub/grub.conf

            [root@localhost ~]# 

    注意：stage2阶段及内核通常放置于同一个磁盘分区。

grub.conf的配置示例： [root@localhost boot]# cat 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 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/mapper/VolGroup-lv_root #          initrd /initrd-[generic-]version.img #boot=/dev/sda default=0 timeout=5 splashimage=(hd0,0)/grub/splash.xpm.gz hiddenmenu title Red Hat Enterprise Linux (2.6.32-358.el6.x86_64) root (hd0,0) kernel /vmlinuz-2.6.32-358.el6.x86_64 ro root=/dev/mapper/VolGroup-lv_root rd_NO_LUKS.UTF-8 rd_NO_MD rd_LVM_LV=VolGroup/lv_swap SYSFONT=latarcyrheb-sun16 crashkernel=auto rd_LVM_LV=VolGroup/lv_root  KEYBOARDTYPE=pc KEYTABLE=us rd_NO_DM rhgb quiet initrd /initramfs-2.6.32-358.el6.x86_64.img [root@localhost boot]#

4、stage2 grub的作用：

    ①、提供菜单，并提供交互命令接口

        e：编辑模式，用于编辑菜单

        c：命令模式，交互式接口

    ②、加载用户选择的内核或操作系统

        允许传递参数给内核

        可隐藏此菜单

    ③、为grub菜单提供了保护机制

        为编辑菜单进行认证

        为启动内核或操作系统进行认证

5、grub根介绍：

grub一般放在的目录下/boot/grub，那么/boot这个目录是否单独分区就直接决定了grub所在根（/）的位置，

如果一块磁盘上分了两个区a和b，分区a单独给boot用（即存在grub、vmlinuz），分区b单独给根（/）用，那么/boot/grub的根就是磁盘分区a，此时grub的根即为分区a；

如果一块磁盘上就分了一块区，并将grub、vmlinuz放置于/boot下，那么此时grub的根为/boot，

boot被做成单独的简单分区，而根（/）被放在逻辑卷中，即boot可以不使用逻辑卷，可以是单独分区，centos5/6默认是将根（/）放在逻辑分区上的。

注意：grub不能访问软raid、逻辑卷等复杂操作。

6、grub识别设备的方法实现：

 （hd#，N）

    hd：hardware disk,硬盘

    #：第#块磁盘，用数字表示，从0开始编号

    N：硬盘的第N个分区，用数字表示，从0开始编号

如：（hd0,0）：表示第一块磁盘的第一个分区，注意“（）”括号必须写，固定格式。

7、grub的命令行接口

    help：获取命令列表

    help KEYWORD：获取特定命令的使用帮助

    find：搜索磁盘上的文件；格式：find（hd#，N)/PATH/TOSOMEFILE

        如：find（hd0,0)/vmlinuz-2.6.32-504.el6.x86_64

    root （hd#，N）：设定（hd#，N）为grub的根，即设置哪块磁盘哪个分区为根，此时可以用find直接去查找文件，如：find /vmlinuz-2.6.32-504.el6.x86_64

    kernel /PATH/TO/SOMEFILE：设定本次启动时用到的内核文件在哪里，内核文件通常命名为linuz，z表示压缩；

        kernel除了指定内核文件位置之外，还可以添加许多内核支持使用的命令参数，如：init=/bin/init,selinux=0等等

    initrd /PATH/TO/SOMEFILE：用来指ramdisk文件在哪里，即设定为选定的内核提供额外文件的ramdisk，需要注意的是：ramdisk的版本号与内核的版本号必须完全匹配

    boot：引导启动选定的内核

grub.conf的配置示例： [root@localhost boot]# cat 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 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/mapper/VolGroup-lv_root #          initrd /initrd-[generic-]version.img #boot=/dev/sda default=0    //启动的默认菜单项，即title的编号，默认从0开始编号，0、1、2、3.... timeout=5    //菜单项默认显示时间 splashimage=(hd0,0)/grub/splash.xpm.gz  //grub菜单的背景图片，640*480的14位图 hiddenmenu  //隐藏菜单 password [--md5] 12345678   //定义编辑菜单的密码认证，--MD5可选，不过不用md5加密直接写明文密码即可 title Red Hat Enterprise Linux (2.6.32-358.el6.x86_64)    //定义菜单项，即开机显示的菜单选项 root (hd0,0)   //设定grub根所在位置 kernel /vmlinuz-2.6.32-358.el6.x86_64 ro root=/dev/mapper/VolGroup-lv_root rd_NO_LUKS.UTF-8 rd_NO_MD rd_LVM_LV=VolGroup/lv_swap SYSFONT=latarcyrheb-sun16 crashkernel=auto rd_LVM_LV=VolGroup/lv_root  KEYBOARDTYPE=pc KEYTABLE=us rd_NO_DM rhgb quiet   ///vmlinuz-2.6.32-358.el6.x86_64设定启动的内核文件，root=/dev/mapper/VolGroup-lv_root设定真正的根文件系统位置（设备文件的位置） initrd /initramfs-2.6.32-358.el6.x86_64.img    //设定与内核匹配的ramdisk文件 password [--md5] 12345678     //启动选定内核或操作系统是的密码认证 [root@localhost boot]#  注意：可以用grub-md5-crypt命令生成密码密码 示例： [root@localhost ~]# grub-md5-crypt  Password:  Retype password:  $1$YQoXf/$JhHIskqgm8tlc7YdIQJnx. [root@localhost ~]#

8、进入单用户模式：

     ①、编辑grub菜单（选定要编辑的title，然后使用“e”命令）

     ②、在选定的kernel后附加：数字1或s或S或single，这几个参数都可以实现进入单用户模式。

    ③、在kernel所在行键入“b”键，进入单用户

grub配置文件丢了，会显示grub提示符，此时只需要启动系统，然后编辑一个grub

如果grub文件坏了，如grub stage1坏了，只要bootloader坏了，磁盘上所有系统都将无法引导，此时只能修复bootloader（如：重新安装grub），如进入救援模式或把硬盘拆下来放到其他系统上使用grub-install命令重新安装grub文件。

重新安装grub的命令：grub-install

9、grub-install：重新安装grub（这是一个完整安装，会安装三个不同阶段的文件）

场景一：主机有两块硬盘，想给第二块磁盘安装grub

场景二：主机上没有grub，但是可以启动（可以借助光盘上的grub引导系统，开始时只要有grub菜单或者能进入grub提示符，就可以指定grub根文件在光盘上、内核文件在光盘上，内核文件在哪没有关系；可以从光盘、u盘启动系统）

场景三：windows和linux双系统共存，建议先安装windows再安装linux，因为windows的引导文件不能引导linux，如果先安装linux再安装windows的话，那么windows的bootloader会覆盖掉linux的

安装示例步骤：

①、在系统上安装一块新的硬盘     [root@localhost ~]# fdisk -l /dev/[sh]d[a-z]     Disk /dev/sda: 10.7 GB, 10737418240 bytes     255 heads, 63 sectors/track, 1305 cylinders     Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes     Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes     I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes     Disk identifier: 0x0005cab3        Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System     /dev/sda1   *           1          64      512000   83  Linux     Partition 1 does not end on cylinder boundary.     /dev/sda2              64        1306     9972736   8e  Linux LVM     Disk /dev/sdb: 2147 MB, 2147483648 bytes       //sdb上没有分区，需要先创建一个分区用来作为boot分区，如步骤②     255 heads, 63 sectors/track, 261 cylinders     Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes     Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes     I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes     Disk identifier: 0x00000000     [root@localhost ~]#  ②、创建分区：     #fdisk /dev/sdb   //可以创建多个分区，用p命令显示如下           Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System     /dev/sdb1               1         100      802226   83  Linux     /dev/sdb2             101         126      208845   82  Linux swap / Solaris     /dev/sdb3             127         261     1084387+  83  Linux     [root@localhost ~]# partx  -a /dev/sdb    //重新识别分区     [root@localhost ~]# cat /proc/partitions    //查看分区信息        major minor  #blocks  name        8        0   10485760 sda        8        1     512000 sda1        8        2    9972736 sda2        8       16    2097152 sdb        8       17     802226 sdb1        8       18     208845 sdb2        8       19    1084387 sdb3      253        0    7938048 dm-0      253        1    2031616 dm-1     [root@localhost ~]#      [root@localhost ~]# mke2fs -t ext4 /dev/sdb1   //格式化分区为ext4类型的文件系统     [root@localhost ~]# mke2fs -t ext4 /dev/sdb3        [root@localhost ~]# mkswap /dev/sdb2    ③、创建boot目录，并将sdb1挂载到root目录：grub比较较真，需要认到boot目录，在其下放置grub文件。     [root@localhost ~]# mkdir /mnt/boot     [root@localhost ~]# mount /dev/sdb1  /mnt/boot/     [root@localhost ~]# ls /mnt/boot/     lost+found     [root@localhost ~]#      [root@localhost ~]# grub-install --root-directory=/mnt /dev/sdb    //将grub安装到磁盘sdb上，由于sdb1要成为grub的根，因此--root-directory=/mnt设置grub的根为mnt，注意，不要写成/mnt/boot，因为grub会自己找boot目录     Probing devices to guess BIOS drives. This may take a long time.     Installation finished. No error reported.     This is the contents of the device map /mnt/boot/grub/device.map.     Check if this is correct or not. If any of the lines is incorrect,     fix it and re-run the script `grub-install'.     (fd0)/dev/fd0     (hd0)/dev/sda     (hd1)/dev/sdb     [root@localhost ~]#      [root@localhost ~]# ls /mnt/boot/   //验证grub会自动找boot并在其下有个grub目录     grub  lost+found     [root@localhost ~]#      [root@localhost ~]# ls /mnt/boot/grub/     device.map     ffs_stage1_5      minix_stage1_5     stage2           xfs_stage1_5     e2fs_stage1_5  iso9660_stage1_5  reiserfs_stage1_5  ufs2_stage1_5     fat_stage1_5   jfs_stage1_5      stage1             vstafs_stage1_5    //stage1已经安装在sdb1这块磁盘上了             //注意此处没有grub配置文件，grub配置文件只能自己写。写这个文件需要有内核文件和initrd文件，由于此处没有，只能去拷贝放在此目录下     [root@localhost ~]#      [root@localhost ~]# cp /boot/vmlinuz-2.6.32-358.el6.x86_64  /mnt/boot/        //为了生成grub配置文件必须要有的     [root@localhost ~]# cp /boot/initramfs-2.6.32-358.el6.x86_64.img  /mnt/boot/   //为了生成grub配置文件必须要有的     [root@localhost ~]# vi /mnt/boot/grub.conf   //编辑一个grub配置文件     default=0     timeout=5     title centos6 (custom)     root (hd0,0)           kernel /vmlinuz-2.6.32-358.el6.x86_64 ro root=/dev/sda3 init=/bin/bash    //第一个init程序不再是/sbin/init程序 而是/bin/bash作为第一个应用程序     initrd /initramfs-2.6.32-358.el6.x86_64.img     [root@localhost ~]#     [root@localhost ~]# mkdir /mnt/sysroot //创建一个临时根文件目录名     [root@localhost ~]# mount /dev/sdb3 /mnt/sysroot/   //sdb3作为临时根              [root@localhost ~]# cd /mnt/sysroot/         [root@localhost sysroot]# mkdir -pv etc bin lib sbin lib64 dev proc sys tmp var usr var home root mnt media    //创建根下应有的目录          [root@localhost sysroot]# cp /bin/bash /mnt/sysroot/bin/    //复制一个bash，做为系统启动后的测试用     [root@localhost sysroot]# ldd /bin/bash   //查看程序所依赖的库文件有哪些 linux-vdso.so.1 =>  (0x00007fff7188d000)   //库文件访问入口 libtinfo.so.5 => /lib64/libtinfo.so.5 (0x00007ff09692f000) libdl.so.2 => /lib64/libdl.so.2 (0x00007ff09672b000) libc.so.6 => /lib64/libc.so.6 (0x00007ff096397000) /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007ff096b55000)     [root@localhost sysroot]# cp /lib64/libtinfo.so.5 /mnt/sysroot/lib64/   //复制库文件到相应的目录下，模仿此块硬盘启动的bash程序     [root@localhost sysroot]# cp /lib64/libdl.so.2  /mnt/sysroot/lib64/     [root@localhost sysroot]# cp /lib64/libc.so.6 /mnt/sysroot/lib64/     [root@localhost sysroot]# cp /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 /mnt/sysroot/lib64/     [root@localhost sysroot]#      [root@localhost sysroot]# chroot /mnt/sysroot/    //测试临时根文件系统是否可用     bash-4.1#     //由于只复制了一个bash程序，所以此处显示如此     bash-4.1# ls   //由于只复制了一个bash程序，所以此处显示如此      bash: ls: command not found     bash-4.1# exit    //bash内置命令     exit     [root@localhost sysroot]#      [root@localhost boot]# sync  //同步到磁盘 至此，配置完成。 验证：将第二块磁盘放在到一个新系统中，做为唯一一块盘看看是否可行 selinux=0

10、安装本机grub（grub坏掉了，但是没有重启）（注意：bootloader在grub的第一阶段，grub的第一阶段放置于mbr上，如果grub第一阶段文件坏了，就看到不到引导菜单）

方法一：如果有备份：

    [root@localhost ~]# dd if=/dev/sda of=/root/mbr.bak count=1 bs=512    //备份mbr

    [root@localhost ~]# dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=200 count=1    //破坏mbr，将前200字节用“0”来填充

    [root@localhost ~]# grub-install --root-directory=/dev/sda    //安装grub修复。

修复完成，可以重启验证

注意：此方法不要求grub下有必要的文件（stage1、stage1_5、stage2）

方法二：

[root@centos6 ~]# grub

Probing devices to guess BIOS drives. This may take a long time.

    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> root (hd0,0)    //指定grub所在的根目录

root (hd0,0)

 Filesystem type is ext2fs, partition type 0x83

grub> setup (hd0)     //安装grub的第一阶段至hd0中；setup用来安装grub的第一阶段，hd0用来指定硬盘

setup (hd0)

 Checking if "/boot/grub/stage1" exists... no

 Checking if "/grub/stage1" exists... yes

 Checking if "/grub/stage2" exists... yes

 Checking if "/grub/e2fs_stage1_5" exists... yes

 Running "embed /grub/e2fs_stage1_5 (hd0)"...  27 sectors are embedded.

succeeded

 Running "install /grub/stage1 (hd0) (hd0)1+27 p (hd0,0)/grub/stage2 /grub/grub.conf"... succeeded

Done.

grub> quit

quit

[root@centos6 ~]# 

修复完成，可以重启验证

    

        

11、紧急救援模式下修复grub

当grub文件被破坏（如mbr中的前446字节坏掉，此时又重新启动了），则现在应该进行紧急救援修复，步骤如下：

    ①、插入安装镜像光盘

    ②、重启电脑，选择从光盘引导；菜单项选择“rescue install system”（紧急救援模式，此种模式类似windows的WPE），或者敲入esc键，在命令提示符下输入：linux rescue 

    ③、进入shell后，改变系统根目录至临时根（#chroot /mnt/sysimage）,这一步很重要

    ④、#grub-install --root-directory=/ /dev/sda     //安装grub至磁盘sda上，并将根目录设置为“/”它会自动去找/boot。