Linux GNU GRUB启动管理器

什么是启动管理器？
启动管理器是存储在磁盘开始扇区中的一段程序，例如，硬盘的MBR(Master Boot Record)，在系统完成启动测试后，如果系统是从MBR启动，则BIOS(Basic Input/Output System)将控制传送给MBR。然后存储在MBR中的这段程序将运行。这段程序被称为启动管理器。它的任务就是将控制传送给操作系统，完成启动过程。
有许多可用的启动管理器，包括GNU GRUB (Grand Unified Boot Loader), Bootmanager, LILO (LInux LOader), NTLDR (boot loader for Windows NT systems)，等等。下面我将讨论GNU GRUB以及它的使用方法。

什么是GRUB?
GRUB是一款功能强大的启动管理器，它能加载多种操作系统，例如Windows, DOS, Linux, GNU Hurd, *BSD,等等。
目前，LILO是最流行的启动管理器，被用来管理多个系统的引导。但是，如果使用了LILO，你必须记住，当你每次改变了它的配置或安装了新的内核，都要重新运行一下LILO。而且，LILO的灵活性也逊色于GRUB。
GRUB使用灵活。它的最新版本，0.5.96.1,支持的文件系统包括ext2(Linux使用的一种文件系统)，FFS(Fast File System used by *BSD UNIX)，ReiserFS(一种为Linux开发的新型日志文件系统，以被融入2.4.1内核中，minix(一种为MINIX系统开发的老式文件系统，在早期的Linux中也使用)。使用GRUB，你甚至不用引导操作系统，就能“看”到这些文件系统。例如，假如你想查看一下存放在文本文件中的日期和时间，而又不想引导整个操作系统，你可以使用GRUB shell（提示“grub>”），键入如下命令：

grub> cat (partition number)/home/god/filename.txt.

你可以看到与文件有关的所有信息，包括日期和时间。
GRUB最好的应用是，你可以方便的引导不在列表中的任何分区上的任何内核。例如，如果你没有将新编译的内核加在启动列表中，而你又需要引导它，你可以将它先加在列表中，重新启动后使用。但是使用GRUB后，可以简单到只使用GRUB shell就可以加载所需要的内核映象。
现在我将解释使用GRUB的三个基本步骤：编译、安装和配置。

第一步：编译和安装GRUB
可以从ftp://alpha.gnu.org/pub/gnu/grub 下载GRUB的源代码。
可以用命令“tar -xvzf filename.tar.gz”解开压缩文档。我得到的文件是grub-0.5.96.1.tar.gz，所以我这样做：

# tar -xvzf grub-0.5.96.1.tar.gz

这个命令将解开的文件和目录放在一个名为grub-0.5.96.1的目录中。现在运行如下命令：

[root@heaven ~/grub-0.5.96.1 ]# ./configure

如果你想定制GRUB，使之包含流行的文件系统和对网卡的支持，或者删除你不需要的网卡，可以运行如下命令：

[root@heaven ~/grub-0.5.96.1 ]# ./configure --help

这个命令将输出所有的命令选项。现在可以使用—enable和—disable选项增加或删除对特定网卡的支持。（注意：GRUB支持网络启动）
为了开始编译过程，键入如下命令：

[root@heaven ~/grub-0.5.96.1 ]# make

为了将所有文件进行正确的安装，键入命令：

[root@heaven ~/grub-0.5.96.1 ]# make install

至此你已经为安装GRUB真正做好了准备。
将GRUB的相关文件保存在诸如/boot/grub的目录中不失为一个好主意。为此，按如下步骤：
1．默认状态下，GRUB所有文件将安装在/usr/share/grub/i386-pc或者/usr/local/share/grub/i386-pc目录下，这只取决于你的shell变量的设置。
2．建立一个叫做/boot/grub的目录，然后拷贝下列文件到这个目录：
stage1
stage2
*_stage1_5

稍候我将解释这些文件。同时也要把GRUB(可能在/usr/sbin或者/usr/local/sbin目录下)拷贝到/boot/grub目录下。
安装GRUB之前，你需要了解GRUB是怎样识别你的硬盘和分区信息的。首先，计数是从0开始的，而不是从1。在Linux中，你的连接到主控制器上的第一块硬盘被称为“had”。在GRUB中即为“hd0”。同样的，在GRUB中，你的第一个软驱是“fd0”。这样，第一块硬盘上的第一、二、三个分区分别为“hd0,0”、“hd0,1”、“hd0,2”。注意：逗号是GRUB分区命名法的必要组成部分。
为了将逗号隔开的部分整合在一起，需要使用括号。例如：(hd0,0) (hd0,1) (hd0,2)等等。(hd0,0)是第一块硬盘上的第一个分区。类似的，(hd1,5)是第二快硬盘上的第六个分区，(hd2,0)是第三块硬盘上的第一个分区。
message. This may take a long time.

第二步：安装GRUB
安装GRUB可以分为三个单独的步骤：
1．将“stage1”安装到MBR中。
2．设置“stage2”的地址或者位置。
3．设置一个菜单或选项，用来决定启动哪一个操作系统。
使用下面的命令开始安装GRUB。

[root@heaven /boot/grub ]# ./grub

这个命令根据BIOS的设置检测硬件设备，同时产生一些输出信息。这会花较长的时间。
end_request: I/O error, dev 02:00 (floppy), sector 0
GRUB version 0.5.96.1 (640K lower / 3072K upper memory)
注意：虽然它让人感到非常惊奇，GRUB确实有简洁的界面—就象支持行编辑一样。TAB列出可能的命令列表。其它情况下TAB会列出设备或文件名。看到这些你会很惊奇吧。类似下面的提示会出现：

grub>

现在，我假设你将Linux安装在了第一块硬盘的第一个扩展分区中或者/dev/hda5中。记住GRUB的命名规则，将上面的名字改为(hd0,4)。键入下面的命令：
grub> install (hd0,4)/boot/grub/stage1 (hd0) (hd0,4)/boot/grub/stage2 p (hd0,4)/boot/grub/menu.conf
现在让我们分析一下这个命令的细节。

install
一个内置的命令，它告诉GRUB将(hd0,4)/boot/grub/grub/stage1安装到hd0的主引导纪录中。
(hd0,4)/boot/grub/stage2
告诉GRUB stage2映象的位置。
p with the the following options: (hd0,4)/boot/grub/menu.conf
为菜单的显示设置配置文件。稍候我将讨论这个配置文件的结构。
下面是对这个命令用法的总结：
1．nstall
2．ource_of_stage1
3．where_to_install
4．source_of_stage2
5．p source_of_configuration_file
现在，你完成了硬盘上的基本安装工作。

在软盘上的安装：
为了在软盘上安装GRUB，你要会用“dd”命令，并且了解它是如何工作的。为了做一张GRUB启动盘，你要将stage1和stage2文件放到软盘的开始扇区中。

安装stage1到软盘上：
插入一张已格式化的软盘，键入命令：
[root@heaven /boot/grub ]# dd if=stage1 of=/dev/fd0 bs=512 count=1
命令的详细说明如下：
if=input file
i.e., stage1
of=output file
i.e., floppy drive (this may be different on your computer)
bs=bytes to read and write
Here it is 512 bytes.
count=how many times to perform this operation
每次拷贝“bs”数目的块到目标地址。
安装stage2到软盘

[root@heaven /boot/grub ]# dd if=stage2 of=/dev/fd0 bs=512 seek=1

这里的步骤同stage1的相同，除了一个seek选项外。Seek选项将调过一个“bs”。例如，在上面的命令中bs的值是512,这样seek=1意味着将跳过软盘上前512个字节，从513字节开始。这将使得第一步操作不会覆盖stage1的前512字节。
现在你完成了基本的软盘驱动器安装。

第三步：配置GRUB
在这一节，我们来看一下如何在启动后进入各种操作系统，如何建立menu.conf文件。
我们就从GRUB支持的启动过程开始。可以有两种方法来完成启动过程：
·A.通过调用内核本地启动
·B.连续启动或者将控制转给另一个引导器

A模式启动过程
1．置跟设备或者告诉GRUB你的根文件系统。
2．诉GRUB你的内核影像的位置，然后将参数传送给内核。
3．重新启动，试一下。
为了启动Linux，我将内核以bzImage的文件名放在/boot/目录中，跟文件系统是/dev/hda5，或者GRUB中的(hd0,4)。我的启动过程如下：
1.root (hd0,4) [This sets the root partition]
2.kernel /boot/bzImage root=/dev/hda5 [This sets the kernel]

B模式启动过程（这种模式假设当前的分区中安装了另一个启动管理器，例如LILO或者NTLDR）：
1．设置根分区但不要安装它
2．激活这个分区
3．配置需要启动的分区的第一个扇区
4．重新启动，看一下效果。
我们在试试启动安装在/dev/hda1或者(hd0，0)的widows。启动windows的过程如下:
1.rootnoverify (hd0,0)
2.makeactive
3.chainloader +1 [+1 sets the first sector of the current root partition]
4.boot [transfers the control and quits GRUB]
menu.conf文件：它用于建立启动多操作系统时的菜单。建立menu.conf并不难。它使用简单的英语，就象你在这一节看到的那样。
所有的菜单项目都以没有逗号分隔的“title TITLENAME”开头。你可以随意设置TITLENAME。
设置Linux启动菜单步骤如下：
1．设置标题
2．设置根分区
3．设置内核的相应参数
4．启动

一个菜单例子：
title Debian GNU/Linux 2.2 kernel 2.4.1
root (hd0,4)
kernel /boot/bzImage.2.4.1
boot
#----

前面有#的行是一个注释。

建立启动Windows 或者 DOS的菜单：
title Windoze
rootnoverify (hd0,0)
makeactive
chainloader +1
boot
#----

如果你安装了两个版本的Windows—一个是你自己用的，另一个给你的家人用的—这样第二个就无法安装，因为有提示说Windows已经安装了。
有一种简单的方法可以安装两个版本的Windows，即在启动时隐藏一个分区而使用另一个。你甚至可以为你的分区设置密码保护，这样可以避免别人错误的加载你的分区。下面介绍如何完成两个Windows的安装，hda1和hda2 或者 (hd0,0) 和 (hd0,1)，用到的命令有lock, password, hide 和 unhide。

建立windows 项目"My Entry":
title My Entry
lock
unhide (hd0,0)
hide (hd0,1)
rootnoverify (hd0,0)
makeactive
chainloader +1
boot
#----

为了更好的使用lock命令，你需要在配置文件开头使用password命令。Password命令的语法如下：password secret(“secret”就是密码)。任何时候你都可以通过按p键儿输入密码。

建立Windows 项目"Family Entry"
title Family Entry
unhide (hd0,1)
hide (hd0,0)
rootnoverify (hd0,1)
makeactive
chainloader +1
boot
----

任何人都可以启动这个项目，而无须输入密码。
这有一个使用password命令的有趣的窍门。为了在缺省菜单列表或配置文件中隐藏某些项目，你可以使用下面的命令加载一个定制的列表：

password secret

在这个命令中，“secret”是密码，而/boot/grub/secret-list.conf是密码文件。这样做之前，你要先进入到根目录或者给出全路径名。例如：

password secret (hd0,4)/boot/grub/secret-list.conf

还有一个更重要的命令是“map”。当你有两块硬盘，一个无法从第二块硬盘启动的操作系统，例如Windows，就可以使用map命令。例如，你能够将hd0映射为hd1，将hd1映射为hd0。换句话说，你可以虚拟的交换两个硬盘而启动所需要的操作系统。命令形式如下：
grub> map (hd0) (hd1)
grub> map (hd1) (hd0)

启动FreeBSD：
title FreeBSD 4.0
root (hd0,4,a)
kernel /boot/loader
boot
#----

这里我们调用了FreeBSD的启动管理器。Root (hd0,4,a)由四个参数，是因为FreeBSD对一个单独分区进行了虚拟分割。我们称根分区为“a”。如果FreeBSD占据了整个第二块硬盘，这里就应该是root (hd0,a)。这样，就不是调用内核而是调用FreeBSD的启动管理器，它要比调用内核更易使用。
（注意：我推荐在使用OpenBSD和GNU/Hurd之前，要先试一下链式加载。）
现在你已经完成了基本的GRUB编译、安装和配置。你对GRUB了解的越多，就越会发现GRUB是一种控制启动的易用和高效的方法。

各种GRUB命令：
default xx
表明xx是缺省的启动项目
timeout yy
表明在yy秒后缺省启动项目将启动
fallback zz
在第一个启动项目失败后，过了timeout时间后，就将启动zz项目。
color
这个命令将生成彩色菜单。它的语法是：color normal current_selection。这两个域都可以有两个值，形如foreground/background。例如：

color green/black or light-gray/blue

你也可以使用相关的数字。
记住：所有的值都是从0开始，所以0是第一个。
在我的下一篇文章中，我将会讲到对GNU/Hurd and OpenBSD的测试，也许还有一些网络启动的内容。但是你必须要等至少三个月或更多的时间，到是我会谈一下我的测试结果。等着看吧。
讨论和错误请直接发到我的信箱：[email protected]