讓Grub 2來拯救你的 bootloader

沒有什麼事情比 bootloader 壞掉更氣人的了，充分發揮 Grub 2 的做用，讓 bootloader 安分工做吧。爲何這麼說？

1. Grub 2 是最受歡迎的 bootloader ，幾乎用在全部 Linux 發行版上。
2. bootloader 是一個相當重要的軟件，可是很是容易損壞。
3. Grub 2 是兼具擴展性和靈活性的一款引導加載程序，提供了大量可定製選項。

Grub 2 是一款功能強大的軟件，它不是 bootloader 界的惟一，但卻最受歡迎，幾乎全部主流的桌面發行版都在使用它。

Grub 的工做有兩個：首先，它用一個菜單展現計算機上全部已經安裝的操做系統供你選擇；其次，當你從啓動菜單中選擇了一個 Linux 操做系統後， Grub 便加載對應版本Linux 的內核，衆所周知，使用 Linux 就離不開 bootloader ，然而它倒是 Linux 發行版內部不多有人充分了解的部分。

1. 一、Grub 2 最重要的部分是一堆文本文件和兩個腳本文件，首先須要瞭解的是

/etc/default/grub

1. ,這是一個文本文件，你能夠在裏面設置通用配置變量和 Grub 2 菜單（見下方 「常見用戶設置」 ）的其它特性。

1. 二、Grub 2 另外一個重要的部分是

/etc/grub.d

1. 文件夾，定義每一個菜單項的全部腳本都放置在這裏，這些腳本的名稱必須有兩位的數字前綴，其目的是：在構建 Grub 2 菜單時定義腳本的執行順序以及相應菜單項的順序。舉個栗子：文件 00_header 首先被讀取，負責解析

/etc/default/grub

1. 配置文件,而後是 Linux 內核的菜單項，位於 10_linux 文件中,這個腳本在默認的

/boot

1. 分區爲每一個內核建立一個正規菜單項和一個恢復菜單項。

1. 三、緊接着的是被第三方應用所調用的腳本，如 30_os-prober 和 40_custom ， os-prober 腳本爲內核和其它分區裏的操做系統建立菜單項，它能識別安裝的

Linux、 Windows、 BSD

1. 以及

Mac OS X

1. ,固然若是你的硬盤佈局比較獨特，使得 os-prober 沒法找到已經安裝的發行版，你能夠在 40_custom 文件（見下方 「添加自定義菜單項」）中添加菜單項。

1. 四、Grub 2 不須要你手動維護你的啓動選項的配置文件：取而代之的是使用 grub2-mkconfig 命令產生

/boot/grub/grub.cfg

1. 文件。這個功能會解析

/etc/grub.d

1. 目錄中的腳本以及

/etc/default/grub

1. 設置文件來定義你的設置狀況。

圖形化的引導修復

多虧了 Boot Repair的應用，咱們只須要點擊按鈕，Grub 2 就能幫咱們輕易解決不少問題，這個漂亮而小巧的應用有一個比較直觀的用戶界面，能夠掃描並識別多種硬盤佈局和分區方案，還能發現並正確識別安裝的操做系統，這個應用既能夠處理傳統計算機裏的主引導記錄Master Boot Record (MBR)，也能夠處理新型 UEFI 計算機中的GUID 分區表GUID Partition Table（GPT）。
Boot Repair 最簡單的使用方式是安裝到 Live Ubuntu 會話中,在一個 bootloader 損壞的機器上啓動 Ubuntu Live 發行版，先經過添加它的 PPA 版本庫來安裝 Boot Repair ，命令以下：

sudo add-apt-repository ppa:yannubuntu/Boot Repair

而後刷新版本庫列表：

sudo apt-get update

安裝應用，以下：

sudo apt-get install -y Boot Repair

安裝完畢後就啓動應用,在顯示它的界面（由一對按鍵組成）以前它將會掃描你的硬盤，接下來用戶能夠根據工具的指示，只需按下 Recommended Repair推薦的修復按鈕，便可修復大部分壞掉的 bootloader ，修復 bootloader 以後，這個工具會輸出一個短小的 URL （建議把它記錄下來），這個 URL 包含了硬盤詳盡的信息：分區信息以及重要的 Grub 2 文件（如/etc/default/grub 和 /boot/grub/grub.cfg ）的內容，若是工具不能解決 bootloader 的問題，能夠把你這個 URL 共享在你的發行版的論壇上，讓其餘人能夠分析你的硬盤佈局以便給你建議。

Bootloader 急救

Grub 2 引導問題會讓系統處於幾種不一樣狀態，屏幕（本該顯示 bootloader 菜單的地方）所展現的文本會指示出系統的當前狀態：

• 若是系統停止於 grub> 提示符，代表 Grub 2 模塊已經被加載，可是找不到 grub.cfg 文件。
• 當前是徹底版的 Grub 2 命令行 shell，你能夠經過多種方式解決此問題。若是你看到的是 grub rescue> 提示符，代表 bootloader 不能找到 Grub 2 模塊或者找不到任何引導文件boot files。
• 若是你的屏幕只顯示 ‘GRUB’ 一詞，代表 bootloader 找不到一般位於主引導記錄Master Boot Record裏的最基本的信息。

你能夠經過使用 live CD 或者在 Grub 2 shell 中修正此類錯誤,若是你夠幸運， bootloader 出現了 grub> 提示符，你就能得到 Grub 2 shell 的支配權，來幫助你排錯,接下來幾個命令工做在 grub> 和 grub rescue> 提示符下, set pager=1 命令設置顯示分頁pager，防止文本在屏幕上一滾而過,你還可使用 ls 命令列出 Grub 識別出的全部分區，以下：

grub> ls
(hd0) (hd0,msdos5) (hd0,msdos6) (hd1,msdos1)

如你所見，這個命令列出分區的同時一併列出了分區表方案（即 msdos）。
你還能夠在每一個分區上面使用 ls 來查找你的根文件系統：

grub> ls (hd0,5)/
lost+found/ var/ etc/ media/ bin/ initrd.gz
boot/ dev/ home/ selinux/ srv/ tmp/ vmlinuz

你能夠不寫上分區名的 msdos 部分,一樣，若是你忘記了尾部的斜槓trailing slash只輸入 ls (hd0,5) ，那你將得到分區的信息，好比文件系統類型、整體大小和最後修改時間,若是你有多個分區，可使用 cat 讀取 /etc/issue 文件中的內容，來肯定發行版，格式如 :

cat (hd0,5)/etc/issue

假設你在 (hd0,5) 中找到根文件系統，請確保它包含 /boot/grub 目錄，以及你想引導進入的內核鏡像，如 vmlinuz-3.13.0-24-generic ,此時輸入如下命令：

grub> set root=(hd0,5)
grub> linux /boot/vmlinuz-3.13.0-24-generic root=/dev/sda5
grub> initrd /boot/initrd.img-3.13.0-24-generic

第一個命令把 Grub 指向咱們想引導進入的發行版所在的分區,接着第二個命令告知 Grub 內核鏡像在分區中的位置，以及根文件系統的位置,最後一行設置虛擬文件系統initial ramdisk文件的位置,你可使用 tab 補全功能補全內核名字和虛擬文件系統initrd: initial ramdisk的名字，節省時間和精力,輸入完畢，在下一個 grub> 提示符後輸入 boot ， Grub 將會引導進入指定的操做系統。
若是你在 grub rescue> 提示符下，狀況會有些許不一樣。由於 bootloader 未可以找到並加載任何須需的模塊，你須要手動添加這些模塊：

grub rescue> set root=(hd0,5)
grub rescue> insmod (hd0,5)/boot/grub/normal.mod
grub rescue> normal
grub> insmod linux

如上所示，跟以前同樣，使用 ls 命令列出全部分區以後，使用 set 命令標記起來,而後添加 normal 模塊，此模塊激活時將會恢復到標準 grub> 模式,若是 linux 模塊沒加載，接下來的命令會進行添加,若是這個模塊已經加載，你能夠跟以前同樣，把引導加載程序指向內核鏡像和虛擬文件系統initrd文件，而後使用 boot 啓動發行版,prefect!
一旦成功啓動發行版，別忘了爲 Grub 從新產生新的配置文件，使用命令：

grub-mkconfig -o /boot/grub/grub.cfg

你還須要往 MBR 裏安裝一份 bootloader 的拷貝，使用命令：

sudo grub2-install /dev/sda

若是想要禁用 /etc/grub.d 目錄下的腳本，你只需移除其可執行位，好比使用 chmod -x /etc/grub.d/20_memtest86+ 就能將 ‘Memory Test’ 選項從菜單中移除。

Grub 2 和 UEFI

在支持 UEFI 的機器（最近幾年上市的機器大部分都是）調試壞掉的 Grub 2 增長了難度,恢復安裝在 UEFI 機器上的 Grub 2 的和安裝在非 UEFI 機器上的並沒多大區別，只是新的固件處理方式不同，從而致使了不少種恢復結果,對於基於 UEFI 的系統，不要在 MBR 上安裝任何東西,相反，你要在EFI 系統分區EFI System Partition（ ESP ）裏安裝 Linux EFI bootloader，而且藉助工具把它設置爲 EFI 的默認啓動程序，這個工具對於 Linux 用戶是 efibootmgr ，對於 window 用戶則是 bcdedit 。
照目前狀況看，在安裝任何與 Windows 8 兼容的主流桌面 Linux 發行版前，應該正確安裝好 Grub 2，若是 bootloader 損壞，你可使用 live 發行版修復機器,在啓動 live 介質之時，請確保是以 UEFI 模式啓動,計算機每一個可移動驅動器的啓動菜單將會有兩個： 一個普通的和一個以 EFI 標記的,使用後者會用到 /sys/firmware/efi/ 文件中的 EFI 變量。
在 live 環境中，掛載教程前面所提的安裝掛掉系統的根文件系統,除此以外，還須要掛載 ESP 分區,假設分區是/dev/sda1 ，你能夠以下所示掛載：

sudo mount /dev/sda1 /mnt/boot/efi

接着在 chroot 到安裝完畢的發行版前以前，使用 modprobe efivars 加載 efivars 模塊。
Fedora 用戶可使用以下命令從新安裝 bootloader

grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg
yum reinstall grub2-efi shim

grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg
命令是來產生新的配置文件。

Ubuntu 用戶則改用如下命令

apt-get install --reinstall grub-efi-amd64

一旦 bootloader 正確就位，退出 chroot ，卸載全部分區，重啓到 Grub 2 菜單。

Grub 丟失

Grub 2 最好的特性是能夠隨時從新安裝，所以，當其它像 Windows 之類的系統用它們本身的 bootloader 替換後，致使 Grub 2 丟失，你可使用 live 發行版，寥寥數步便可重裝 Grub ,假設你在 /dev/sda5 安裝了一個發行版，若要重裝 Grub ，你只需首先使用如下命令爲發行版建立一個掛載目錄：

sudo mkdir -p /mnt/distro

而後掛載分區，以下：

mount /dev/sda5 /mnt/distro

接着就能重裝 Grub 了，以下：

grub2-install --root-directory=/mnt/distro /dev/sda

這個命令會改寫 /dev/sda 設備上的 MBR 信息，指向當前 Linux 系統，並重寫一些 Grub 2 文件，如 grubenv 和device.map ,另外一個問題常見於裝有多個發行版的計算機上:當你安裝了新的 Linux 發行版，它的 bootloader 應當要能找到全部已經安裝的發行版,一旦不行，只要引導進入新安裝的發行版，並運行

grub2-mkconfig

在運行這個命令以前，請確保啓動菜單中缺失的發行版的 root 分區已經掛載,若是你想添加的發行版有單獨的 /root和 /home 分區，在運行 grub2-mkconfig 以前，只需掛載包含 /root 的分區,雖然 Grub 2 可以找到大部分發行版，可是在 Ubuntu 中嘗試添加安裝的 Fedora 系統須要額外的一個步驟:若是你以默認設置安裝了 Fedora ，則發行版的安裝器已經建立了 LVM 分區,此時你須要使用發行版的包管理系統安裝 lvm2 驅動，以下

sudo apt-get install lvm2

執行以後才能使得 Grub 2 的 os-prober 腳本可以找到並將 Fedora 添加進啓動菜單。

常見用戶設置

Grub 2 有不少可配置變量， 這裏有一些 /etc/default/grub 文件中你最可能會修改到的常見變量:

• GRUB_DEFAULT 變量指定默認的啓動項，能夠設置爲數字值，好比 0 ，表示第一個菜單項，或者設置爲 「saved」 ，將指向上一次啓動時選中的菜單項。
• GRUB_TIMEOUT 變量指定啓動默認菜單項以前的停留時間。
• GRUB_CMDLINE_LINUX 列出了要傳遞給全部 Linux 菜單項的內核命令行參數。
• GRUB_DISABLE_RECOVERY 變量設置爲 true ，那麼將不生成恢復模式菜單項,這些菜單項會以單用戶模式啓動發行版，這種模式下容許你利用命令行工具修復系統。
• GRUB_GFXMODE 變量一樣有用，它指定了菜單上文本顯示的分辨率，它能夠設置爲你的顯卡所支持的任何數值。

Grub 2 有個命令行模式，經過在 bootloader 菜單上按 C 進入。

完全的修復bootloader

若是 grub2-install 命令不能正常運做，使得你沒法引導進入 Linux ，你須要完整地重裝以及從新配置 bootloader ，須要用到強大的 chroot 功能將運行環境從 live CD 環境切換至咱們想修復的 Linux 的安裝位置,任何擁有chroot 工具的 Linux live CD 均可以實現這個目的,不過須要確保 live 介質的系統架構和硬盤上系統的架構一致,所以若是你但願 chroot 到 64 位系統，你必須使用 amd64 live 發行版。
啓動進入 live 發行版以後，首先須要檢查機器上的分區，使用 fdisk -l 列出磁盤上全部分區，記錄你想修復的 Grub 2 系統所在的分區，假設咱們但願從安裝在 /dev/sda5 中的發行版中恢復 bootloader 。啓動終端使用以下命令掛載分區：

sudo mount /dev/sda5 /mnt

此時須要綁定bindGrub 2 bootloader 須要進入的目錄，以便檢測其它操做系統：

$ sudo mount --bind /dev /mnt/dev
$ sudo mount --bind /dev/pts /mnt/dev/pts
$ sudo mount --bind /proc /mnt/proc
$ sudo mount --bind /sys /mnt/sys

此時能夠離開 live 環境進入安裝在 /dev/sda5 分區中的發行版了，經過 chroot ：

$ sudo chroot /mnt /bin/bash

如今能夠安裝、檢測、以及升級 Grub 了，跟以前同樣，使用以下命令來重裝 bootloader ：

sudo grub2-install /dev/sda

由於 grub2-install 命令不能建立grub.cfg 文件，須要手動建立，以下

sudo grub-mkconfig -o /boot/grub/grub.cfg

這樣應該就能夠了,如今你就有了 Grub 2 的一份全新拷貝，羅列了機器上全部的操做系統和發行版,在重啓電腦以前，你須要依次退出 chroot 系統，卸載全部分區，以下所示：

$ exit
$ sudo umount /mnt/sys
$ sudo umount /mnt/proc
$ sudo umount /mnt/dev/pts
$ sudo umount /mnt/dev
$ sudo umount /mnt

如今你能夠安全地重啓電腦了，而它應該會回退到 Grub 2 的控制之中，你已經修好了這個 bootloader。

添加自定義菜單項

若是但願往 bootloader 菜單裏添加菜單項，你須要在 40_custom 文件裏添加一個啓動段boot stanza,例如，你可使用它展現一個菜單項來啓動安裝在可移動 USB 驅動裏的 Linux 發行版,假設你的 USB 驅動器是 sdb1 ，而且 vmlinuz 內核鏡像和虛擬文件系統initrd都位於根 (/)目錄下，在 40_custom 文件中添加如下內容：

menuentry 「Linux on USB」 {
   set root=(hd1,1)
   linux /vmlinuz root=/dev/sdb1 ro quiet splash
   initrd /initrd.img
}

相比使用設備和分區名，使用它們的 UUID 能夠得到更精確結果，好比

set root=UUID=54f22dd7-eabe

使用以下命令來得到全部已鏈接的驅動器和分區的 UUID ：

sudo blkid

你還能夠爲你磁盤上沒被 os-prober 腳本找到的發行版添加菜單項，只要你知道該發行版的安裝位置以及其內核和虛擬文件系統initrd的位置便可。

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