grub2詳解(翻譯和整理官方手冊)

時間 2019-11-06

標籤 grub2 grub 詳解翻譯整理官方手冊简体版

原文原文鏈接

翻譯了grub2官方手冊的絕大部份內容，而後本身整理了一下。由於內容有點雜，因此章節安排上可能不是太合理，敬請諒解。html

本人譯做集合：http://www.cnblogs.com/f-ck-need-u/p/7048359.htmlnode

本文主要介紹的是grub2，在文末對傳統grub進行了簡述，但在grub2的內容部分中包含了不少grub2和傳統grub的對比。linux

若是僅僅是想知道grub2中的boot.img/core.img/diskboot.img/kernel.img或者傳統grub中stage1/stage1_5/stage2文件的做用，請直接跳至相關內容處閱讀。ios

1.1 基礎內容

1.1.1 grub2和grub的區別

官方手冊原文：https://www.gnu.org/software/grub/manual/html_node/Changes-from-GRUB-Legacy.html#Changes-from-GRUB-Legacyshell

只說明幾個主要的：express

1.配置文件的名稱改變了。在grub中，配置文件爲grub.conf或menu.lst(grub.conf的一個軟連接)，在grub2中更名爲grub.cfg。centos

2.grub2增添了許多語法，更接近於腳本語言了，例如支持變量、條件判斷、循環。安全

3.grub2中，設備分區名稱從1開始，而在grub中是從0開始的。性能優化

4.grub2使用img文件，再也不使用grub中的stage一、stage1.5和stage2。bash

5.支持圖形界面配置grub，但要安裝grub-customizer包，epel源提供該包。

6.在已進入操做系統環境下，再也不提供grub命令，也就是不能進入grub交互式界面，只有在開機時才能進入，算是一大缺憾。

7.在grub2中沒有了好用的find命令，算是另外一大缺憾。

1.1.2 命名習慣和文件路徑表示方式

官方手冊原文：https://www.gnu.org/software/grub/manual/html_node/Naming-convention.html#Naming-convention

(fd0)           ：表示第一塊軟盤
(hd0,msdos2)    ：表示第一塊硬盤的第二個mbr分區。grub2中分區從1開始編號，傳統的grub是從0開始編號的
(hd0,msdos5)    ：表示第一塊硬盤的第一個邏輯分區
(hd0,gpt1)      ：表示第一塊硬盤的第一個gpt分區
/boot/vmlinuz   ：相對路徑，基於根目錄，表示根目錄下的boot目錄下的vmlinuz，
                ：若是設置了根目錄變量root爲(hd0,msdos1)，則表示(hd0,msdos1)/boot/vmlinuz
(hd0,msdos1)/boot/vmlinuz：絕對路徑，表示第一硬盤第一分區的boot目錄下的vmlinuz文件

1.1.3 grub2引導操做系統的方式

官方手冊原文：https://www.gnu.org/software/grub/manual/html_node/General-boot-methods.html#General-boot-methods

grub2支持兩種方式引導操做系統：

直接引導：(direct-load)直接經過默認的grub2 boot loader來引導寫在默認配置文件中的操做系統
鏈式引導：(chain-load)使用默認grub2 boot loader鏈式引導另外一個boot loader，該boot loader將引導對應的操做系統

通常只使用第一種方式，只有想引導grub默認不支持的操做系統時纔會使用第二種方式。

1.1.4 grub2程序和傳統grub程序安裝後的文件分佈

在傳統grub軟件安裝完後，在/usr/share/grub/RELEASE/目錄下會生成一些stage文件。

[root@xuexi ~]# ls /usr/share/grub/x86_64-redhat/
e2fs_stage1_5      ffs_stage1_5       jfs_stage1_5       reiserfs_stage1_5  stage2             ufs2_stage1_5      xfs_stage1_5
fat_stage1_5       iso9660_stage1_5   minix_stage1_5     stage1             stage2_eltorito    vstafs_stage1_5

在grub2軟件安裝完後，會在/usr/lib/grub/i386-pc/目錄下生成不少模塊文件和img文件，還包括一些lst列表文件。

[root@server7 ~]# ls /usr/lib/grub/i386-pc/*.mod | wc -l
257

[root@server7 ~]# ls -lh /usr/lib/grub/i386-pc/*.lst   
-rw-r--r--. 1 root root 3.7K Nov 24 2015 /usr/lib/grub/i386-pc/command.lst -rw-r--r--. 1 root root 936 Nov 24 2015 /usr/lib/grub/i386-pc/crypto.lst -rw-r--r--. 1 root root 214 Nov 24 2015 /usr/lib/grub/i386-pc/fs.lst -rw-r--r--. 1 root root 5.1K Nov 24 2015 /usr/lib/grub/i386-pc/moddep.lst -rw-r--r--. 1 root root 111 Nov 24 2015 /usr/lib/grub/i386-pc/partmap.lst -rw-r--r--. 1 root root 17 Nov 24 2015 /usr/lib/grub/i386-pc/parttool.lst -rw-r--r--. 1 root root 202 Nov 24 2015 /usr/lib/grub/i386-pc/terminal.lst -rw-r--r--. 1 root root 33 Nov 24 2015 /usr/lib/grub/i386-pc/video.lst

[root@server7 ~]# ls -lh /usr/lib/grub/i386-pc/*.img
-rw-r--r--. 1 root root 512 Nov 24 2015 /usr/lib/grub/i386-pc/boot_hybrid.img -rw-r--r--. 1 root root 512 Nov 24 2015 /usr/lib/grub/i386-pc/boot.img -rw-r--r--. 1 root root 2.0K Nov 24 2015 /usr/lib/grub/i386-pc/cdboot.img -rw-r--r--. 1 root root 512 Nov 24 2015 /usr/lib/grub/i386-pc/diskboot.img -rw-r--r--. 1 root root 28K Nov 24 2015 /usr/lib/grub/i386-pc/kernel.img -rw-r--r--. 1 root root 1.0K Nov 24 2015 /usr/lib/grub/i386-pc/lnxboot.img -rw-r--r--. 1 root root 2.9K Nov 24 2015 /usr/lib/grub/i386-pc/lzma_decompress.img -rw-r--r--. 1 root root 1.0K Nov 24 2015 /usr/lib/grub/i386-pc/pxeboot.img

1.1.5 boot loader和grub的關係

當使用grub來管理啓動菜單時，那麼boot loader都是grub程序安裝的。

傳統的grub將stage1轉換後的內容安裝到MBR(VBR或EBR)中的boot loader部分，將stage1_5轉換後的內容安裝在緊跟在MBR後的扇區中，將stage2轉換後的內容安裝在/boot分區中。

grub2將boot.img轉換後的內容安裝到MBR(VBR或EBR)中的boot loader部分，將diskboot.img和kernel.img結合成爲core.img，同時還會嵌入一些模塊或加載模塊的代碼到core.img中，而後將core.img轉換後的內容安裝到磁盤的指定位置處。

它們之間更具體的關係見下文。

1.1.6 grub2的安裝位置

官方手冊原文：https://www.gnu.org/software/grub/manual/html_node/BIOS-installation.html#BIOS-installation

嚴格地說是core.img的安裝位置，由於boot.img的位置是固定在MBR或VBR或EBR上的。

(1).MBR

MBR格式的分區表用於PC BIOS平臺，這種格式容許四個主分區和額外的邏輯分區。使用這種格式的分區表，有兩種方式安裝GURB：

嵌入到MBR和第一個分區中間的空間，這部分就是大衆所稱的"boot track","MBR gap"或"embedding area"，它們大體須要31kB的空間；
將core.img安裝到某個文件系統中，而後使用分區的第一個扇區(嚴格地說不是第一個扇區，而是第一個block)存儲啓動它的代碼。

這兩種方法有不一樣的問題。

使用嵌入的方式安裝grub，就沒有保留的空閒空間來保證安全性，例若有些專門的軟件就是使用這段空間來實現許可限制的；另外分區的時候，雖然會在MBR和第一個分區中間留下空閒空間，但可能留下的空間會比這更小。

方法二安裝grub到文件系統，但這樣的grub是脆弱的。例如，文件系統的某些特性須要作尾部包裝，甚至某些fsck檢測，它們可能會移動這些block。

GRUB開發團隊建議將GRUB嵌入到MBR和第一個分區之間，除非有特殊需求，但仍必需要保證第一個分區至少是從第31kB(第63個扇區)以後纔開始建立的。

如今的磁盤設備，通常都會有分區邊界對齊的性能優化提醒，因此第一個分區可能會自動從第1MB處開始建立。

(2).GPT

一些新的系統使用GUID分區表(GPT)格式，這種格式是EFI固件所指定的一部分。但若是操做系統支持的話，GPT也能夠用於BIOS平臺(即MBR風格結合GPT格式的磁盤)，使用這種格式，須要使用獨立的BIOS boot分區來保存GRUB，GRUB被嵌入到此分區，不會有任何風險。

當在gpt磁盤上建立一個BIOS boot分區時，須要保證兩件事：(1)它最小是31kB大小，但通常都會爲此分區劃分1MB的空間用於可擴展性；(2)必需要有合理的分區類型標識(flag type)。

例如使用gun parted工具時，能夠設置爲bios_grub標識：

# parted /dev/sda toggle partition_num bios_grub
# parted /dev/sda set partiton_num bios_grub on

若是使用gdisk分區工具時，則分類類型設置爲"EF02"。

若是使用其餘的分區工具，可能須要指定guid，則能夠指定其guid爲"21686148-6449-6e6f-744e656564454649"。

下圖是某個bios/gpt格式的bios boot分區信息，從中可見，它大小爲1M，沒有文件系統，分區表示爲bios_grub。

下圖爲gpt磁盤在圖形界面下安裝操做系統時建立的Bios boot分區。

1.1.7 進入grub命令行

在傳統的grub上，能夠直接在bash下敲入grub命令進入命令交互模式，但grub2只能在系統啓動前進入grub交互命令行。

按下e見能夠編輯所選菜單對應的grub菜單配置項，按下c鍵能夠進入grub命令行交互模式。

1.2 安裝grub2

官方手冊原文：https://www.gnu.org/software/grub/manual/html_node/Installing-GRUB-using-grub_002dinstall.html#Installing-GRUB-using-grub_002dinstall

這裏的安裝指的不是安裝grub程序，而是安裝Boot loader，但通常都稱之爲安裝grub，且後文都是這個意思。

1.2.1 grub安裝命令

安裝方式很是簡單，只需調用grub2-install，而後給定安裝到的設備名便可。

shell> grub2-install /dev/sda

這樣的安裝方式，默認會將img文件放入到/boot目錄下，若是想自定義放置位置，則使用--boot-directory選項指定，可用於測試練習grub的時候使用，但在真實的grub環境下不建議作任何改動。

shell> grub2-install --boot-director=/mnt/boot /dev/fd0

若是是EFI固件平臺，則必須掛載好efi系統分區，通常會掛在/boot/efi下，這是默認的，此時可直接使用grub2-install安裝。

shell> grub2-install

若是不是掛載在/boot/efi下，則使用--efi-directory指定efi系統分區路徑。

shell> grub2-install --efi-directory=/mnt/efi

grub2-install其實是一個shell腳本，用於調用其餘工具，真正的功能都是其餘工具去完成的，因此若是很是熟悉grub內部命令和機制，徹底能夠不用grub2-install。

對應傳統的grub安裝命令爲grub-install，用法和grub2-install同樣。

1.2.2 各類img和stage文件的說明

官方手冊原文：https://www.gnu.org/software/grub/manual/html_node/Images.html#Images

img文件是grub2生成的，stage文件是傳統grub生成的。下面是各類文件的說明。

1.2.2.1 grub2中的img文件

grub2生成了好幾個img文件，有些分佈在/usr/lib/grub/i386-pc目錄下，有些分佈在/boot/grub2/i386-pc目錄下，它們之間的關係，相信看了下文以後就會明白了。

下圖描述了各個img文件之間的關係。其中core.img是動態生成的，路徑爲/boot/grub2/i386-pc/core.img，而其餘的img則存在於/usr/lib/grub/i386-pc目錄下。固然，在安裝grub時，boot.img會被拷貝到/boot/grub2/i386-pc目錄下。

(1)boot.img

在BIOS平臺下，boot.img是grub啓動的第一個img文件，它被寫入到MBR中或分區的boot sector中，由於boot sector的大小是512字節，因此該img文件的大小也是512字節。

boot.img惟一的做用是讀取屬於core.img的第一個扇區並跳轉到它身上，將控制權交給該扇區的img。因爲體積大小的限制，boot.img沒法理解文件系統的結構，所以grub2-install將會把core.img的位置硬編碼到boot.img中，這樣就必定能找到core.img的位置。

(2)core.img

core.img根據diskboot.img、kernel.img和一系列的模塊被grub2-mkimage程序動態建立。core.img中嵌入了足夠多的功能模塊以保證grub能訪問/boot/grub，而且能夠加載相關的模塊實現相關的功能，例如加載啓動菜單、加載目標操做系統的信息等，因爲grub2大量使用了動態功能模塊，使得core.img體積變得足夠小。

core.img中包含了多個img文件的內容，包括diskboot.img/kernel.img等。

core.img的安裝位置隨MBR磁盤和GPT磁盤而不一樣，這在上文中已經說明過了。

(3)diskboot.img

若是啓動設備是硬盤，即從硬盤啓動時，core.img中的第一個扇區的內容就是diskboot.img。diskboo.img的做用是讀取core.img中剩餘的部分到內存中，並將控制權交給kernel.img，因爲此時還不識別文件系統，因此將core.img的所有位置以block列表的方式編碼，使得diskboot.img可以找到剩餘的內容。

該img文件由於佔用一個扇區，因此體積爲512字節。

(4)cdboot.img

若是啓動設備是光驅(cd-rom)，即從光驅啓動時，core.img中的第一個扇區的的內容就是cdboo.img。它的做用和diskboot.img是同樣的。

(5)pexboot.img

若是是從網絡的PXE環境啓動，core.img中的第一個扇區的內容就是pxeboot.img。

(6)kernel.img

kernel.img文件包含了grub的基本運行時環境：設備框架、文件句柄、環境變量、救援模式下的命令行解析器等等。不多直接使用它，由於它們已經整個嵌入到了core.img中了。注意，kernel.img是grub的kernel，和操做系統的內核無關。

若是細心的話，會發現kernel.img自己就佔用28KB空間，但嵌入到了core.img中後，core.img文件才只有26KB大小。這是由於core.img中的kernel.img是被壓縮過的。

(7)lnxboot.img

該img文件放在core.img的最前部位，使得grub像是linux的內核同樣，這樣core.img就能夠被LILO的"image="識別。固然，這是配合LILO來使用的，但如今誰還適用LILO呢？

(8)*.mod

各類功能模塊，部分模塊已經嵌入到core.img中，或者會被grub自動加載，但有時也須要使用insmod命令手動加載。

1.2.2.2 傳統grub中的stage文件

grub2的設計方式和傳統grub大不相同，所以和stage之間的對比關係其實沒那麼標準，可是將它們拿來比較也有助於理解img和stage文件的做用。

stage文件也分佈在兩個地方：/usr/share/grub/RELEASE目錄下和/boot/grub目錄下，/boot/grub目錄下的stage文件是安裝grub時從/usr/share/grub/RELEASE目錄下拷貝過來的。

(1)stage1

stage1文件在功能上等價於boot.img文件。目的是跳轉到stage1_5或stage2的第一個扇區上。

(2)*_stage1_5

*stage1_5文件包含了各類識別文件系統的代碼，使得grub能夠從文件系統中讀取體積更大功能更復雜的stage2文件。從這一方面考慮，它相似於core.img中加載對應文件系統模塊的代碼部分，可是core.img的功能遠比stage1_5多。

stage1_5通常安裝在MBR後、第一個分區前的那段空閒空間中，也就是MBR gap空間，它的做用是跳轉到stage2的第一個扇區。

其實傳統的grub在某些環境下是能夠不用stage1_5文件就能正常運行的，可是grub2則不能缺乏core.img。

(3)stage2

stage2的做用是加載各類環境和加載內核，在grub2中沒有徹底與之相對應的img文件，可是core.img中包含了stage2的全部功能。

當跳轉到stage2的第一個扇區後，該扇區的代碼負責加載stage2剩餘的內容。

注意，stage2是存放在磁盤上的，並無像core.img同樣嵌入到磁盤上。

(4)stage2_eltorito

功能上等價於grub2中的core.img中的cdboot.img部分。通常在製做救援模式的grub時纔會使用到cd-rom相關文件。

(5)pxegrub

功能上等價於grub2中的core.img中的pxeboot.img部分。

1.2.3 安裝grub涉及的過程

安裝grub2的過程大致分兩步：一是根據/usr/lib/grub/i386-pc/目錄下的文件生成core.img，並拷貝boot.img和core.img涉及的某些模塊文件到/boot/grub2/i386-pc/目錄下；二是根據/boot/grub2/i386-pc目錄下的文件向磁盤上寫boot loader。

固然，究竟是先拷貝，仍是先寫boot loader，不必去搞清楚，只要/boot/grub2/i386-pc下的img文件必定能經過grub2相關程序再次生成boot loader。因此，既能夠認爲/boot/grub2/i386-pc目錄下的img文件是boot loader的特殊備份文件，也能夠認爲是boot loader的源文件。

不過，img文件和boot loader的內容是不一致的，由於img文件還要經過grub2相關程序來轉換纔是真正的boot loader。

對於傳統的grub而言，拷貝的不是img文件，而是stage文件。

如下是安裝傳統grub時，grub作的工做。很不幸，grub2上沒有該命令，也沒有與之等價的命令。

grub> setup (hd0)
 Checking if "/boot/grub/stage1" exists... yes
 Checking if "/boot/grub/stage2" exists... yes
 Checking if "/boot/grub/e2fs_stage1_5" exists... yes
 Running "embed /boot/grub/e2fs_stage1_5 (hd0)"...  15 sectors are embedded.
succeeded
 Running "install /boot/grub/stage1 (hd0) (hd0)1+15 p (hd0,0)/boot/grub/stage2 /boot/grub/menu.lst"... succeeded
Done.

首先檢測各stage文件是否存在於/boot/grub目錄下，隨後嵌入stage1_5到磁盤上，該文件系統類型的stage1_5佔用了15個扇區，最後安裝stage1，並告知stage1 stage1_5的位置是第1到第15個扇區，之因此先嵌入stage1_5再嵌入stage1就是爲了讓stage1知道stage1_5的位置，最後還告知了stage1 stage2和配置文件menu.lst的路徑。

1.3 grub2配置文件

grub2的默認配置文件爲/boot/grub2/grub.cfg，該配置文件的寫法彈性很是大，但絕大多數須要修改該配置文件時，都只需修改其中一小部份內容就能夠達成目標。

grub2-mkconfig程序可用來生成符合絕大多數狀況的grub.cfg文件，默認它會自動嘗試探測有效的操做系統內核，並生成對應的操做系統菜單項。使用方法很是簡單，只需一個選項"-o"指定輸出文件便可。

shell> grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg

1.3.1 經過/etc/default/grub文件生成grub.cfg

官方手冊原文：https://www.gnu.org/software/grub/manual/html_node/Simple-configuration.html#Simple-configuration

grub2-mkconfig是根據/etc/default/grub文件來建立配置文件的。該文件中定義的是grub的全局宏，修改內置的宏能夠快速生成grub配置文件。實際上在/etc/grub.d/目錄下還有一些grub配置腳本，這些shell腳本讀取一些腳本配置文件(如/etc/default/grub)，根據指定的邏輯生成grub配置文件。如有興趣，不放讀一讀/etc/grub.d/10_linux文件，它指導了建立grub.cfg的細節，例如如何生成啓動菜單。

[root@xuexi ~]# ls /etc/grub.d/
00_header  00_tuned  01_users  10_linux  20_linux_xen  20_ppc_terminfo  30_os-prober  40_custom  41_custom  README

在/etc/default/grub中，使用"key=vaule"的格式，key所有爲大小字母，若是vaule部分包含了空格或其餘特殊字符，則須要使用引號包圍。

例如，下面是一個/etc/default/grub文件的示例：

[root@xuexi ~]# cat /etc/default/grub
GRUB_TIMEOUT=5
GRUB_DISTRIBUTOR="$(sed 's, release .*$,,g' /etc/system-release)"
GRUB_DEFAULT=saved
GRUB_DISABLE_SUBMENU=true
GRUB_TERMINAL_OUTPUT="console"
GRUB_CMDLINE_LINUX="crashkernel=auto biosdevname=0 net.ifnames=0 rhgb quiet"
GRUB_DISABLE_RECOVERY="true"

雖然可用的宏較多，但可能用的上的就幾個：GRUB_DEFAULT、GRUB_TIMEOUT、GRUB_CMDLINE_LINUX和GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT。

如下列出了部分key。

(1).GRUB_DEFAULT

默認的菜單項，默認值爲0。其值可爲數值N，表示從0開始計算的第N項是默認菜單，也能夠指定對應的title表示該項爲默認的菜單項。使用數值比較好，由於使用的title可能包含了容易改變的設備名。例若有以下菜單項：

menuentry 'Example GNU/Linux distribution' --class gnu-linux --id example-gnu-linux {
    ...
}

若是想將此菜單設爲默認菜單，則可設置"GRUB_DEFAULT=example-gnu-linux"。

若是GRUB_DEFAULT的值設置爲"saved"，則表示默認的菜單項是"GRUB_SAVEDEFAULT"或"grub-set-default"所指定的菜單項。

(2).GRUB_SAVEDEFAULT

默認該key的值未設置。若是該key的值設置爲true時，若是選定了某菜單項，則該菜單項將被認爲是新的默認菜單項。該key只有在設置了"GRUB_DEFAULT=saved"時纔有效。

不建議使用該key，由於GRUB_DEFAULT配合grub-set-default更方便。

(3).GRUB_TIMEOUT

在開機選擇菜單項的超時時間，超過該時間將使用默認的菜單項來引導對應的操做系統。默認值爲5秒。等待過程當中，按下任意按鍵均可以中斷等待。

設置爲0時，將不列出菜單直接使用默認的菜單項引導與之對應的操做系統，設置爲"-1"時將永久等待選擇。

是否顯示菜單，和"GRUB_TIMEOUT_STYLE"的設置有關。

(4).GRUB_TIMEOUT_STYLE

若是該key未設置值或者設置的值爲"menu"，則列出啓動菜單項，並等待"GRUB_TIMEOUT"指定的超時時間。

若是設置爲"countdown"和"hidden"，則不顯示啓動菜單項，而是直接等待"GRUB_TIMEOUT"指定的超時時間，若是超時了則啓動默認菜單項並引導對應的操做系統。在等待過程當中，按下"ESC"鍵能夠列出啓動菜單。設置爲countdown和hidden的區別是countdown會顯示超時時間的剩餘時間，而hidden則徹底隱藏超時時間。

(5).GRUB_DISTRIBUTOR

設置發行版的標識名稱，通常該名稱用來做爲菜單的一部分，以便區分不一樣的操做系統。

(6).GRUB_CMDLINE_LINUX

添加到菜單中的內核啓動參數。例如：

GRUB_CMDLINE_LINUX="crashkernel=ro root=/dev/sda3 biosdevname=0 net.ifnames=0 rhgb quiet"

(7).GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT

除非"GRUB_DISABLE_RECOVERY"設置爲"true"，不然該key指定的默認內核啓動參數將生成兩份，一份是用於默認啓動參數，一份用於恢復模式(recovery mode)的啓動參數。

該key生成的默認內核啓動參數將添加在"GRUB_CMDLINE_LINUX"所指定的啓動參數以後。

(8).GRUB_DISABLE_RECOVERY

該項設置爲true時，將不會生成恢復模式的菜單項。

(9).GRUB_DISABLE_LINUX_UUID

默認狀況下，grub2-mkconfig在生產菜單項的時候將使用uuid來標識Linux 內核的根文件系統，即"root=UUID=..."。

例如，下面是/boot/grub2/grub.cfg中某菜單項的部份內容。

menuentry 'CentOS Linux (3.10.0-327.el7.x86_64) 7 (Core)' --class centos --class gnu-linux --class gnu --class os --unrestricted $menuentry_id_option 'gnulinux-3.10.0-327.el7.x86_64-advanced-b2a70faf-aea4-4d8e-8be8-c7109ac9c8b8' {

        ......

        linux16 /vmlinuz-3.10.0-327.el7.x86_64 root=UUID=b2a70faf-aea4-4d8e-8be8-c7109ac9c8b8 ro crashkernel=auto biosdevname=0 net.ifnames=0 quiet LANG=en_US.UTF-8

        initrd16 /initramfs-3.10.0-327.el7.x86_64.img

}

雖然使用UUID的方式更可靠，但有時候不太方便，因此能夠設置該key爲true來禁用。

(10).GRUB_BACKGROUND

設置背景圖片，背景圖片必須是grub可讀的，圖片文件名後綴必須是".png"、".tga"、".jpg"、".jpeg"，在須要的時候，grub會按比例縮小圖片的大小以適配屏幕大小。

(11).GRUB_THEME

設置grub菜單的主題。

(12).GRUB_GFXPAYLOAD_LINUX

設置爲"text"時，將強制使用文本模式啓動Linux。在某些狀況下，可能不支持圖形模式。

(13).GRUB_DISABLE_OS_PROBER

默認狀況下，grub2-mkconfig會嘗試使用os-prober程序(若是已經安裝的話，默認應該都裝了)探測其餘可用的操做系統內核，併爲其生成對應的啓動菜單項。設置爲"true"將禁用自動探測功能。

(14).GRUB_DISABLE_SUBMENU

默認狀況下，grub2-mkconfig若是發現有多個同版本的或低版本的內核時，將只爲最高版本的內核生成頂級菜單，其餘全部的低版本內核菜單都放入子菜單中，設置爲"y"將所有生成爲頂級菜單。

(15).GRUB_HIDDEN_TIMEOUT(已廢棄，但爲了向後兼容，仍有效)

使用"GRUB_TIMEOUT_STYLE={countdown|hidden}"替代該項

(16).GRUB_HIDDEN_TIMEOUT_QUIET(已廢棄，但爲了向後兼容，仍有效)

配合GRUB_HIDDEN_TIMEOUT使用，可使用GRUB_TIMEOUT_STYLE=countdown來替代這兩項。

1.3.2 腳本方式直接編寫grub.cfg文件

官方手冊原文：https://www.gnu.org/software/grub/manual/html_node/Shell_002dlike-scripting.html#Shell_002dlike-scripting

註釋符：從#開始的字符都被認爲是註釋，因此grub支持行中註釋
鏈接操做符：{ } | & $ ; < >
保留關鍵字和符號：! [[ ]] { } case do done elif else esac fi for function if in menuentry select then time until while。並不是全部的關鍵字都有用，只是爲了往後的功能擴展而提早提供的。

引號和轉義符

對於特殊的字符須要轉義。有三種方式轉義：使用反斜線、使用單引號、使用雙引號。

反斜線轉義方式和shell同樣。

單引號中的全部字符串都是字面意思，沒有任何特殊意義，即便單引號中的轉義符也被認爲是純粹的字符。因此'\''是沒法保留單引號的。單引號須要使用雙引號來轉移，因此應該寫"'"。

雙引號和單引號做用同樣，但它不能轉義某幾個特殊字符，包括"$"和"\"。對於雙引號中的"$"符號，它任什麼時候候都保留本意。對於"\"，只有反斜線後的字符是'$'、'"'、'\'時才表示轉義的意思，另外，某行若以反斜線結尾，則表示續行，但官方不建議在grub.cfg中使用續行符。

變量擴展

使用$符號引用變量，也可使用${var}的方式引用var變量。

支持位置變量，例如$1引用的是第一個參數。

還支持特殊的變量，如$?表示上一次命令的退出狀態碼。若是使用了位置變量，則還支持$*、$@和$#，$*表明的全部參數總體，各參數之間是不可分割的，$@也表明全部變量，但$@的各參數是能夠被分割的，$#表示參數的個數。

簡單的命令

能夠在grub.cfg中使用簡單的命令。各命令之間使用換行符或分號表示該命令結束。

若是在命令前使用了"!"，則表示邏輯取反。

循環結構：for name in word …; do list; done
循環結構：while cond; do list; done
循環結構：until cond; do list; done
條件判斷結構：if list; then list; [elif list; then list;] … [else list;] fi
函數結構：function name { command; … }
菜單項命令：menuentry title [--class=class …] [--users=users] [--unrestricted] [--hotkey=key] [--id=id] { command; … }

這是grub.cfg中最重要的項，官方原文：https://www.gnu.org/software/grub/manual/html_node/menuentry.html#menuentry

該命令定義了一個名爲title的grub菜單項。當開機時選中該菜單項時，grub會將chosen環境變量的值賦給"--id"(若是給定了"--id"的話)，執行大括號中的命令列表，若是直到最後一個命令都所有執行成功，且成功加載了對應的內核後，將執行boot命令。隨後grub就將控制權交給了操做系統內核。

--class：該選項用於將菜單分組，從而使得grub能夠經過主題樣式爲不一樣組的菜單顯示不一樣的樣式風格。一個menuentry中，可使用屢次class表示將該菜單分到多個組中去。

--users：該選項限定只有此處列出的用戶才能訪問該菜單項，不指定該選項時將表示全部用戶都能訪問該菜單。

--unrestricted：該選項表示全部用戶都有權訪問該菜單項。

--hotkey：該選項爲該菜單項關聯一個熱鍵，也就是快捷鍵，關聯熱鍵後只要按下該鍵就會選中該菜單。熱鍵只能是字母鍵、backspace鍵、tab鍵或del鍵。

--id：該選項爲該菜單關聯一個惟一的數值。id的值能夠由ASCII字母、數字//下劃線組成，且不得以數字開頭。

全部其餘的參數包括title都被看成位置參數傳遞給大括號中的命令，但title老是$1，除title外的其他參數，位置值從前向後類推。

break [n]：強制退出for/while/until循環
continue [n]：跳到下一次迭代，即進入下一次循環
return [n]：指定返回狀態碼
setparams [arg] …：從$1開始替換位置參數
shift [n]：踢掉前n個參數，使得第n+1個參數變爲$1，但和shell中不同的是，踢掉了前n個參數後，從$#-n+1到$#這些參數的位置不變

具體如何編寫grub.cfg文件，繼續看下文的命令和變量。

1.4 命令行和菜單項中的命令

官方手冊原文：https://www.gnu.org/software/grub/manual/html_node/Commands.html#Commands

grub2支持不少命令，有些命令只能在交互式命令行下使用，有些命令可用在配置文件中。在救援模式下，只有insmod、ls、set和unset命令可用。

無需掌握全部的命令，掌握用的上的幾個命令便可。

1.4.1 help命令

help [pattern]

顯示能匹配到pattern的全部命令的說明信息和usage信息，若是不指定patttern，將顯示全部命令的簡短信息。

例如"help cmos"。

1.4.2 boot命令

用於啓動已加載的操做系統。

只在交互式命令行下可用。其實在menuentry命令的結尾就隱含了boot命令。

1.4.3 set和unset命令

set [envvar=value]
unset envvar

前者設置環境變量envvar的值，若是不給定參數，則列出當前環境變量。

後者釋放環境變量envvar。

1.4.4 lsmod命令和insmod命令

分別用於列出已加載的模塊和調用指定的模塊。

注意，若要導入支持ext文件系統的模塊時，只需導入ext2.mod便可，實際上也沒有ext3和ext4對應的模塊。

1.4.5 linux和linux16命令

linux file [kernel_args]
linux16 file [kernel_args]

都表示裝載指定的內核文件，並傳遞內核啓動參數。linux16表示以傳統的16位啓動協議啓動內核，linux表示以32位啓動協議啓動內核，但linux命令比linux16有一些限制。但絕大多數時候，它們是能夠通用的。

在linux或linux16命令以後，必須緊跟着使用init或init16命令裝載init ramdisk文件。

通常爲/boot分區下的vmlinuz-RELEASE_NUM文件。

但在grub環境下，boot分區被看成root分區，即根分區，假如boot分區爲第一塊磁盤的第一個分區，則應該寫成：

linux (hd0,msdos1)/vmlinuz-XXX

或者相對路徑的：

set root='hd0,msdos1'

linux /vmlinuz-XXX

在grub階段能夠傳遞內核的啓動參數(內核的參數包括3類：編譯內核時參數，啓動時參數和運行時參數)，能夠傳遞的啓動參數很是很是多，完整的啓動參數列表見：http://redsymbol.net/linux-kernel-boot-parameters。這裏只列出幾個經常使用的：

init=   ：指定Linux啓動的第一個進程init的替代程序。
root=   ：指定根文件系統所在分區，在grub中，該選項必須給定。
ro,rw   ：啓動時，根分區以只讀仍是可讀寫方式掛載。不指定時默認爲ro。
initrd  ：指定init ramdisk的路徑。在grub中由於使用了initrd或initrd16命令，因此不須要指定該啓動參數。
rhgb    ：以圖形界面方式啓動系統。
quiet   ：以文本方式啓動系統，且禁止輸出大多數的log message。
net.ifnames=0：用於CentOS 7，禁止網絡設備使用一致性命名方式。
biosdevname=0：用於CentOS 7，也是禁止網絡設備採用一致性命名方式。
             ：只有net.ifnames和biosdevname同時設置爲0時，才能徹底禁止一致性命名，獲得eth0-N的設備名。

例如：

linux16 /vmlinuz-3.10.0-327.el7.x86_64 root=UUID=edb1bf15-9590-4195-aa11-6dac45c7f6f3 ro rhgb quiet LANG=en_US.UTF-8

另外，root啓動參數有多種定義方式，可使用UUID的方式指定，也能夠直接指定根文件系統所在分區，如"root=/dev/sda2"，

1.4.6 initrd和initrd16命令

initrd file

只能緊跟在linux或linux16命令以後使用，用於爲即將啓動的內核傳遞init ramdisk路徑。

一樣，基於根分區，可使用絕對路徑，也可使用相對路徑。路徑的表示方法和linux或linux16命令相同。例如：

linux16 /vmlinuz-0-rescue-d13bce5e247540a5b5886f2bf8aabb35 root=UUID=b2a70faf-aea4-4d8e-8be8-c7109ac9c8b8 ro crashkernel=auto quiet

initrd16 /initramfs-0-rescue-d13bce5e247540a5b5886f2bf8aabb35.img

1.4.7 search命令

search [--file|--label|--fs-uuid] [--set [var]] [--no-floppy] [--hint args] name

經過文件[--file]、卷標[--label]、文件系統UUID[--fs-uuid]來搜索設備。

若是使用了"--set"選項，則會將第一個找到的設備設置爲環境變量"var"的值，默認的變量"var"爲'root'。

搜索時可以使用"--no-floppy"選項來禁止搜索軟盤，由於軟盤速度很是慢，已經被淘汰了。

有時候還會指定"--hint=XXX"，表示優先選擇知足提示條件的設備，若指定了多個hint條件，則優先匹配第一個hint，而後匹配第二個，依次類推。

例如：

if [ x$feature_platform_search_hint = xy ]; then

search --no-floppy --fs-uuid --set=root --hint-bios=hd0,msdos1 --hint-efi=hd0,msdos1 --hint-baremetal=ahci0,msdos1 --hint='hd0,msdos1' 367d6a77-033b-4037-bbcb-416705ead095

else

search --no-floppy --fs-uuid --set=root 367d6a77-033b-4037-bbcb-416705ead095

fi

linux16 /vmlinuz-3.10.0-327.el7.x86_64 root=UUID=b2a70faf-aea4-4d8e-8be8-c7109ac9c8b8 ro crashkernel=auto quiet LANG=en_US.UTF-8

initrd16 /initramfs-3.10.0-327.el7.x86_64.img

上述if語句中的第一個search中搜索uuid爲"367d6a77-033b-4037-bbcb-416705ead095"的設備，但使用了多個hint選項，表示先匹配bios平臺下/boot分區爲(hd0,msdos1)的設備，以後還指定了幾個hint，但由於search使用的是uuid搜索方式，因此這些hint選項是多餘的，由於單磁盤上分區的uuid是惟一的。

再舉個例子，若是某啓動設備上有兩個boot分區(如多系統共存時)，分別是(hd0,msdos1)和(hd0,msdos5)，若是此時不使用uuid搜索，而是使用label方式搜索:

search --no-floppy --fs-label=boot --set=root --hint=hd0,msdos5

則此時將會選中(hd0,msdos5)這個boot分區，若不使用hint，將選中(hd0,msdos1)這個boot分區。

1.4.8 true和false命令

直接返回true或false布爾值。

1.4.9 test expression和[ expression ]

計算"expression"的結果是否爲真，爲真時返回0，不然返回非0，主要用於if、while或until結構中。

string1 == string2	string1與string2相同
string1 != string2	string1與string2不相同
string1 < string2	string1在字母順序上小於string2
string1 <= string2	string1在字母順序上小於等於string2
string1 > string2	string1在字母順序上大於string2
string1 >= string2	string1在字母順序上大於等於string2
integer1 -eq integer2	integer1等於integer2
integer1 -ge integer2	integer1大於或等於integer2
integer1 -gt integer2	integer1大於integer2
integer1 -le integer2	integer1小於或等於integer2
integer1 -lt integer2	integer1小於integer2
integer1 -ne integer2	integer1不等於integer2
prefixinteger1 -pgt prefixinteger2	剔除非數字字符串prefix部分以後，integer1大於integer2
prefixinteger1 -plt prefixinteger2	剔除非數字字符串prefix部分以後，integer1小於integer2
file1 -nt file2	file1的修改時間比file2新
file1 -ot file2	file1的修改時間比file2舊
-d file	file存在且是目錄
-e file	file存在
-f file	file存在而且不是一個目錄
-s file	file存在而且文件佔用空間大於零
-n string	string的長度大於零
string	string的長度大於零，等價於-n string
-z string	string的長度等於零
( expression )	將expression做爲一個總體
! expression	非(NOT)
expression1 -a expression2	與(AND)，也可使用expression1 expression2，但不推薦
expression1 -o expression2	或(OR)

1.4.10 cat命令

讀取文件內容，藉此能夠幫助判斷哪一個是boot分區，哪一個是根分區。

交互式命令行下使用。

1.4.11 clear命令

清屏。

1.4.12 configfile命令

當即裝載一個指定的文件做爲grub的配置文件。但注意，導入的文件中的環境變量不在當前生效。

在grub.cfg丟失時，該命令將排上用場。

1.4.13 echo命令

echo [-n] [-e] string

"-n"和"-e"用法同shell中echo。若是要引用變量，使用${var}的方式。

1.4.14 export命令

導出環境變量，若在configfile的file中導出環境變量，將會在當前環境也生效。

1.4.15 halt和reboot命令

關機或重啓

1.4.16 ls命令

ls [args]

若是不給定任何參數，則列出grub可見的設備。

若是給定的參數是一個分區，則顯示該分區的文件系統信息。

若是給定的參數是一個絕對路徑表示的目錄，則顯示該目錄下的全部文件。

例如：

1.4.17 probe命令

probe [--set var] --partmap|--fs|--fs-uuid|--label device

探測分區或磁盤的屬性信息。若是未指定--set，則顯示指定設備對應的信息。若是指定了--set，則將對應信息的值賦給變量var。

--partmap：顯示是gpt仍是mbr格式的磁盤。

--fs：顯示分區的文件系統。

--fs-uuid：顯示分區的uuid值。

--label：顯示分區的label值。

1.4.18 save_env和list_env命令

將環境變量保存到環境變量塊中，以及列出當前的環境變量塊中的變量。

1.4.19 loopback命令

loopback [-d] device file

將file映射爲迴環設備。使用-d選項則是刪除映射。

例如：

loopback loop0 /path/to/image
ls (loop0)/

1.4.20 normal和normal_exit命令

進入和退出normal模式，normal是相對於救援模式而言的，只要不是在救援模式下，就是在normal模式下。

救援模式下，只能使用很是少的命令，而normal模式下則可使用很是多的命令。

1.4.21 password和password_pbkdf2命令

password user clear-password
password_pbkdf2 user hashed-password

前者使用明文密碼定義一個名爲user的用戶。不建議使用此命令。

後者使用哈希加密後的密碼定義一個名爲user的用戶，加密的密碼經過"grub-mkpasswd-pbkdf2"工具生成。建議使用該命令。

1.5 幾個常設置的內置變量

1.5.1 chosen變量

當開機時選中某個菜單項啓動時，該菜單的title將被賦值給chosen變量。該變量通常只用於引用，而不用於修改。

1.5.2 cmdpath變量

grub2加載的core.img的目錄路徑，是絕對路徑，即包括了設備名的路徑，如(hd0,gpt1)/boot/grub2/。該變量值不該該修改。

1.5.3 default變量

指定默認的菜單項，通常其後都會跟隨timeout變量。

default指定默認菜單時，可以使用菜單的title，也可使用菜單的id，或者數值順序，當使用數值順序指定default時，從0開始計算。

1.5.4 timeout變量

設置菜單等待超時時間，設置爲0時將直接啓動默認菜單項而不顯示菜單，設置爲"-1"時將永久等待手動選擇。

1.5.5 fallback變量

當默認菜單項啓動失敗，則使用該變量指定的菜單項啓動，指定方式同default，可以使用數值(從0開始計算)、title或id指定。

1.5.6 grub_platform變量

指定該平臺是"pc"仍是"efi"，pc表示的就是傳統的bios平臺。

該變量不該該被修改，而應該被引用，例如用於if判斷語句中。

1.5.7 prefix變量

在grub啓動的時候，grub自動將/boot/grub2目錄的絕對路徑賦值給該變量，使得之後能夠直接從該變量所表明的目錄下加載各文件或模塊。

例如，可能自動設置爲：

set prefix = (hd0,gpt1)/boot/grub2/

因此可使用"$prefix/grubN.cfg"來引用/boot/grub2/grubN.cfg文件。

該變量不該該修改，且若手動設置，則必須設置正確，不然牽一髮而動全身。

1.5.8 root變量

該變量指定根設備的名稱，使得後續使用從"/"開始的相對路徑引用文件時將從該root變量指定的路徑開始。通常該變量是grub啓動的時候由grub根據prefix變量設置而來的。

例如prefix=(hd0,gpt1)/boot/grub2，則root=(hd0,gpt1)，後續就可使用相對路徑/vmlinuz-XXX表示(hd0,gpt1)/vmlinuz-XXX文件。

注意：在Linux中，從根"/"開始的路徑表示絕對路徑，如/etc/fstab。但grub中，從"/"開始的表示相對路徑，其相對的基準是root變量設置的值，而使用"(dev_name)/"開始的路徑才表示絕對路徑。

通常root變量都表示/boot所在的分區，但這不是絕對的，若是設置爲根文件系統所在分區，如root=(hd0,gpt2)，則後續可使用/etc/fstab來引用"(hd0,gpt2)/etc/fstab"文件。

該變量在grub2中通常不用修改，但若修改則必須指定正確。

另外，root變量還應該於linux或linux16命令所指定的內核啓動參數"root="區分開來，內核啓動參數中的"root="的意義是固定的，其指定的是根文件系統所在分區。例如：

set root='hd0,msdos1'

linux16 /vmlinuz-3.10.0-327.el7.x86_64 root=UUID=b2a70faf-aea4-4d8e-8be8-c7109ac9c8b8 ro crashkernel=auto quiet LANG=en_US.UTF-8

initrd16 /initramfs-3.10.0-327.el7.x86_64.img

通常狀況下，/boot都會單獨分區，因此root變量指定的根設備和root啓動參數所指定的根分區不是同一個分區，除非/boot不是單獨的分區，而是在根分區下的一個目錄。

1.6 grub配置和安裝示例

首先寫一個grub.cfg。例如此處，在msdos磁盤上安裝了兩個操做系統，CentOS 7和CentOS 6。

# 設置一些全局環境變量
set default=0
set fallback=1
set timeout=3

# 將可能使用到的模塊一次性裝載完
# 支持msdos的模塊
insmod part_msdos
# 支持各類文件系統的模塊
insmod exfat
insmod ext2
insmod xfs
insmod fat
insmod iso9660

# 定義菜單
menuentry 'CentOS 7' --unrestricted {
        search --no-floppy --fs-uuid --set=root 367d6a77-033b-4037-bbcb-416705ead095
        linux16 /vmlinuz-3.10.0-327.el7.x86_64 root=UUID=b2a70faf-aea4-4d8e-8be8-c7109ac9c8b8 ro biosdevname=0 net.ifnames=0 quiet
        initrd16 /initramfs-3.10.0-327.el7.x86_64.img
}
menuentry 'CentOS 6' --unrestricted {
        search --no-floppy --fs-uuid --set=root f5d8939c-4a04-4f47-a1bc-1b8cbabc4d32
        linux16 /vmlinuz-2.6.32-504.el6.x86_64 root=UUID=edb1bf15-9590-4195-aa11-6dac45c7f6f3 ro quiet
        initrd16 /initramfs-2.6.32-504.el6.x86_64.img
}

而後執行grub安裝操做。

shell> grub2-install /dev/sda

1.7 傳統grub簡述

由於本文主要介紹grub2，因此傳統的grub只簡單介紹下，其實前面已經說起了不少傳統grub和grub2的比較了。另外，傳統grub已足夠強大，足夠應付通常的需求。

1.7.1 grub安裝

例如安裝到/dev/sda上。

shell> grub-install /dev/sda

1.7.2 grub.conf配置

default=0  # 默認啓動第一個系統
timeout=5  # 等待超時時間5秒
splashimage=(hd0,0)/grub/splash.xpm.gz  # 背景圖片
hiddenmenu  # 隱藏菜單，若要顯式，在啓動時按下ESC
title Red Hat Enterprise Linux AS (2.6.18-92.el5)  # 定義操做系統的說明信息
    root (hd0,0) 
    kernel /vmlinuz-2.6.18-92.el5 ro root＝/dev/sda2 rhgb quiet
    initrd /initrd-2.6.18-92.el5.img

在說明配置方法以前，須要說明一個關鍵點，boot是不是一個獨立的分區，它影響後面路徑的配置。

在一個正常的操做系統中查看/boot/grub/grub.conf文件，能夠在NOTICE段看到提示，說你是否擁有一個獨立的boot分區？若是有則意味着kernel和initrd的路徑是從/開始的而不是/boot開始的，如/vmlinuz-xxx，若是沒有獨立的boot分區，則kernel和initrd的路徑中須要指明boot路徑，例如Boot沒有分區而是在/文件系統下的一個目錄，則/boot/vmlinuz-xxx。

root (hd0,0)定義grub識別的根。通常定義的都是boot所在的分區，grub只能識別hd，因此這裏只能使用hd，hd0表示在第一塊磁盤上，hd0,0的第二個0表示boot在第一個分區上，grub2在分區的計算上是從1開始的，這是傳統grub和grub2不一樣的地方。

kernel定義內核文件的路徑和啓動參數，等價於grub2的linux命令或linux16命令。首先說明參數，ro表示只讀，root=/dev/sda[N]或者root=UUID="device_uuid_num"指定根文件系統所在的分區，這是必須的參數。rhgb表示在操做系統啓動過程當中使用圖形界面輸出一些信息，將其省略能夠加快啓動速度，quiet表示啓動操做系統時靜默輸出信息。再說明路徑，若是是boot是獨立分區的，則kernel的路徑定義方式爲/vmlinuz-xxx，若是沒有獨立分區，則指明其絕對路徑，通常都是在根文件系統下的目錄，因此通常爲/boot/vmlinuz-xxx。

initrd定義init ramdisk的路徑，路徑的定義方式同kernel。除了路徑以外沒有任何參數。

或者使用下圖的UUID的方式。

若是沒有指定root=的選項，將報錯「no or empty root …… dracut…kernel panic」的錯誤。以下圖。