2.GRUB (GRand Unified Boot loader)
2.1GRUB基礎(chǔ)
2.1.1. 什么是 GRUB？
GRUB 是引導裝入器 -- 它負責裝入內(nèi)核并引導 Linux 系統(tǒng)。GRUB 還可以引導其它操作系統(tǒng)，如 FreeBSD、NetBSD、OpenBSD、GNU HURD 和 DOS，以及 Windows 95、98、NT 和 2000。盡管引導操作系統(tǒng)看上去是件平凡且瑣碎的任務，但它實際上很重要。如果引導裝入器不能很好地完成工作或者不具有彈性，那么就可能鎖住系統(tǒng)，而無法引導計算機。另外，好的引導裝入器可以給您靈活性，讓您可以在計算機上安裝多個操作系統(tǒng)，而不必處理不必要的麻煩。
2.1.2 GRUB 很棒
幸好，GRUB 是一個很棒的引導裝入器。它有許多功能，可以使引導過程變得非?？煽?。例如，它可以直接從 FAT、minix、FFS、ext2 或 ReiserFS 分區(qū)讀取 Linux 內(nèi)核。這就意味著無論怎樣它總能找到內(nèi)核。另外，GRUB 有一個特殊的交互式控制臺方式，可以讓您手工裝入內(nèi)核并選擇引導分區(qū)。這個功能是無價的：假設(shè) GRUB 菜單配置不正確，但仍可以引導系統(tǒng)。哦，對了 -- GRUB 還有一個彩色引導菜單。我們只是剛開始。
2.1.3. 為什么使用 GRUB？
您也許會奇怪，為什么全世界都需要 GRUB -- 畢竟，Linux 世界在很長一段時間里一直使用 LILO 引導裝入器，而且它可以讓上百萬的 Linux 用戶引導系統(tǒng)。是的，的確是這樣，LILO 很有效。但是，LILO 的維修率很高，而且很不靈活。與其花很多時間來描述 GRUB 的優(yōu)點，還不如演示如何創(chuàng)建自己的 GRUB 引導盤以及如何使用它來引導系統(tǒng)。然后，我將說明 GRUB 的一些很“酷”的技術(shù)細節(jié)，并指導您完成將 GRUB 安裝到 MBR（主引導記錄）的過程，以使它成為缺省引導裝入器。
如果您有點膽小，不必害怕?？梢詫W習本教程的前半部分，創(chuàng)建 GRUB 引導盤，嘗試使用 GRUB 而不必弄亂現(xiàn)有的引導裝入器。或者，可以用其安全的“駐留”方式來熟悉 GRUB。那么，讓我們立即開始吧。
2.2安裝GRUB
2.2.1. 下載 GRUB
要開始探究 GRUB 的精妙之處，首先需要下載、編譯和安裝它。但不要害怕 -- 根本不會修改您的引導記錄 -- 我們只是要編譯和安裝 GRUB，就像其它程序一樣，在此過程中我們可以創(chuàng)建 GRUB 引導盤。請不要擔心；在修改引導過程之前，我會告訴您。
現(xiàn)在開始。訪問
ftp://alpha.gnu.org/gnu/grub/ 并下載可以找到的最新版本的 GRUB tar 壓縮包。我編寫本教程時，最新的 tar 壓縮包是 grub-0.5.96.1.tar.gz。下載了最新版本后，就可以安裝了。
2.2.2 安裝期
這里是從 tar 壓縮包安裝 GRUB 所需輸入的命令。我將在 /tmp 中編譯源文件，并將所有部分都安裝到硬盤的 /usr 目錄下。從 root 用戶，輸入以下命令：
# cd /tmp
# tar xzvf /path/to/archive/here/grub-0.5.96.1.tar.gz
# cd grub-0.5.96.1
# ./configure --prefix=/usr
# make
# make install
現(xiàn)在已經(jīng)安裝了 GRUB，準備開始使用它。
2.2.3. 制作引導盤
要制作引導盤，需執(zhí)行一些簡單的步驟。首先，在新的軟盤上創(chuàng)建 ext2 文件系統(tǒng)。然后，將其安裝，并將一些 GRUB 文件復制到該文件系統(tǒng)，最后運行 "grub" 程序，它將負責設(shè)置軟盤的引導扇區(qū)。準備好了嗎？
好，將一張空盤插入 1.44MB 軟驅(qū)，輸入：
# mke2fs /dev/fd0
創(chuàng)建了 ext2 文件系統(tǒng)后，需要安裝該文件系統(tǒng)：
# mount /dev/fd0 /mnt/floppy
現(xiàn)在，需要創(chuàng)建一些目錄，并將一些關(guān)鍵文件（原先安裝 GRUB 時已安裝了這些文件）復制到軟盤：
# mkdir /mnt/floppy/boot
# mkdir /mnt/floppy/boot/grub
# cp /usr/share/grub/i386-pc/stage1 /mnt/floppy/boot/grub
# cp /usr/share/grub/i386-pc/stage2 /mnt/floppy/boot/grub
只需要再有一個步驟，就能得到可用的引導盤。
解壓、編譯和安裝 GRUB 源 tar壓縮包時，會將程序 grub 放到 /usr/sbin 中。該程序非常有趣并值得注意，因為它實際上是 GRUB 引導裝入器的半功能性版本。是的，盡管 Linux 已經(jīng)啟動并正在運行，您仍可以運行 GRUB 并執(zhí)行某些任務，而且其界面與使用 GRUB 引導盤或?qū)?GRUB 安裝到硬盤 MBR 時看到的界面完全相同。
這是有趣的設(shè)計策略，現(xiàn)在該使用駐留版本的 GRUB 來設(shè)置引導盤的引導扇區(qū)了。從 root 用戶，輸入 "grub"。GRUB 控制臺將啟動，顯示如下：
GRUB version 0.5.96.1 (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>
歡迎使用 GRUB 控制臺。現(xiàn)在，研究命令。
在 grub> 提示符處，輸入：
grub> root (fd0)
grub> setup (fd0)
grub> quit
現(xiàn)在，引導盤完成了。在繼續(xù)下一步驟之前，在看一下剛才輸入的命令。第一個 "root" 命令告訴 GRUB 到哪里查找輔助文件 stage1 和 stage2。缺省情況下，GRUB 會在指定的分區(qū)或磁盤上的 /boot/grub 目錄中進行查找。在安裝引導盤時，也就是幾分鐘以前，我們已將這些文件復制到正確的位置。接著，輸入了 setup 命令，它告訴 GRUB 將引導裝入器安裝到軟盤的引導記錄上；我們將在以后詳細討論這一過程。然后退出?，F(xiàn)在，已經(jīng)制作好引導盤，可以開始使用 GRUB 了。
2.3使用GRUB
2.3.1. 準備
使用 GRUB 引導系統(tǒng)之前，需要知道一些信息。首先，應知道哪個分區(qū)保存了 Linux 內(nèi)核，以及 root 文件系統(tǒng)的分區(qū)名稱。然后，應查看現(xiàn)有 LILO 配置來尋找需要傳遞給內(nèi)核的變量，如 "mem=128M"。一旦獲取了這些信息，就可以開始了。
啟動GRUB
要啟動 GRUB，需要關(guān)閉系統(tǒng)并退出引導盤。如果由于某些原因而不能立即關(guān)閉系統(tǒng)（比如上班時在部門的服務器上測試 GRUB），那么只要在提示中輸入 "grub" 并繼續(xù)操作。所有程序的運行情況都不會改變，只是您不能執(zhí)行引導（因為 Linux 正在運行）。
2.3.2 首次接觸
裝入引導盤時，在屏幕頂部將出現(xiàn)一條消息，告訴您正在裝入第一階段和第二階段。幾秒后，將會出現(xiàn)一個熟悉的屏幕，顯示如下：
GRUB version 0.5.96.1 (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>
可以看到，這些內(nèi)容與在 Linux 中以駐留方式運行 GRUB 時出現(xiàn)的消息完全相同 -- 只不過現(xiàn)在我們是使用 GRUB 來引導 Linux。
2.3.3. "root"
在 Linux 中，當談到 "root" 文件系統(tǒng)時，通常是指主 Linux 分區(qū)。但是，GRUB 有它自己的 root 分區(qū)定義。GRUB 的 root 分區(qū)是保存 Linux 內(nèi)核的分區(qū)。這可能是您的正式 root 文件系統(tǒng)，也可能不是。例如，在 Gentoo Linux 中，有一個單獨的小分區(qū)專用于保存 Linux 內(nèi)核與引導信息。大多數(shù)情況下，我們不安裝這個分區(qū)，這樣在系統(tǒng)意外崩潰或重新引導時，就不會把它弄亂。
這些，我們討論的是 GRUB，需要指定 GRUB 的 root 分區(qū)。進入 root 分區(qū)時，GRUB 將把這個分區(qū)安裝成只讀型，這樣就可以從該分區(qū)中裝入 Linux 內(nèi)核。GRUB 的一個很“酷”的功能是它可以讀取本機的 FAT、FFS、minix、ext2 和 ReiserFS 分區(qū)，我們很快就會討論這個功能。但現(xiàn)在，讓我們輸入 root 分區(qū)。在提示中輸入 root，但不要按 Enter 鍵：
grub> root (
現(xiàn)在，按一次 Tab 鍵。如果系統(tǒng)中有多個硬盤，GRUB 將顯示可能完成的列表，從 "hd0" 開始。如果只有一個硬盤，GRUB 將插入 "hd0,"。如果有多個硬盤，繼續(xù)進行，在 ("hd2") 中輸入名稱并在名稱后緊跟著輸入逗號，但不要按 Enter 鍵。部分完成的 root 命令看起來如下：
grub> root (hd0,
現(xiàn)在，繼續(xù)操作，再按一次 Tab 鍵。GRUB 將顯示特定硬盤上所有分區(qū)的列表，以及它們的文件系統(tǒng)類型。在我的系統(tǒng)中，按 Tab 鍵時得到以下列表：
grub> root (hd0, (tab)
Possible partitions are:
Partition num: 0, Filesystem type is ext2fs, partition type 0x83
Partition num: 1, Filesystem type unknown, partition type 0x82
Partition num: 2, Filesystem type unknown, partition type 0x7
Partition num: 4, Filesystem type is reiserfs, partition type 0x83
Partition num: 5, Filesystem type is reiserfs, partition type 0x83
如您所見，GRUB 的交互式硬盤和分區(qū)名稱實現(xiàn)功能非常有條理。這些，只需要好好理解 GRUB 新奇的硬盤和分區(qū)命名語法，然后就可以繼續(xù)操作了。
2.3.4. GRUB 命名約定
到目前為止，您可能會感到一點困惑，因為 GRUB 所使用的硬盤／分區(qū)命名約定與 Linux 使用的命名約定不同。在 Linux 中，第一個硬盤的第五個分區(qū)稱作 "hda5"。而 GRUB 把這個分區(qū)稱作 "(hd0,4)"。GRUB 對硬盤和分區(qū)的編號都是從 0 開始計算。另外，硬盤和分區(qū)都用逗號分隔，整個表達式用括號括起?，F(xiàn)在，回來看一下 GRUB 提示，可以發(fā)現(xiàn)如果要引導 Linux 硬盤 hda5，應輸入 "root (hd0,4)"。如果已經(jīng)明白了 GRUB 硬盤／分區(qū)命名，您也許要調(diào)整當前 root 命令行，以使它指向保存 Linux 內(nèi)核的分區(qū)。按以下格式輸完命令，然后按 Enter 鍵：
grub> root (hd0,4) (hit enter)
Filesystem type is reiserfs, partition type 0x83
2.3.5. 裝入內(nèi)核
現(xiàn)在已安裝了 root 文件系統(tǒng)，到裝入內(nèi)核的時候了。在 GRUB 提示中，依次輸入 "kernel"、空格、到內(nèi)核的路徑、空格、內(nèi)核參數(shù)，如 root 參數(shù)（GRUB 將自動插入適當?shù)?"mem=" 參數(shù)）。我在我的系統(tǒng)中輸入：
grub> kernel /boot/bz2.4 root=/dev/hda5
[Linux-bzImage, setup=0x1200, size=0xe1a30]
請留意 "root=" 內(nèi)核參數(shù)，它非常重要。它應該指向保存 root 文件系統(tǒng)的 Linux 分區(qū)。您也許要寫下到目前為止輸入的命令，這樣在教程后面講述如何創(chuàng)建 GRUB 引導菜單時，就可以迅速找到它們。
2.3.6. Root，內(nèi)核，引導！
您已經(jīng)安裝了 root 文件系統(tǒng)并裝入了內(nèi)核?，F(xiàn)在，可以引導了。只要輸入 "boot"，Linux 引導過程就將開始。
2.4GRUB內(nèi)幕
2.4.1. 重新調(diào)查引導軟盤
如果一切正常，就可以使用使用 GRUB 引導盤來引導當前 Linux 發(fā)行版。如您所見，GRUB 是功能非常強大的引導裝入器，它讓您可以隨意動態(tài)配置以進行引導。我將向您介紹如何創(chuàng)建 GRUB 引導菜單，這樣就可以從菜單中進行 OS 選擇，而不是輸入三行命令來引導 Linux。但在動手之前，現(xiàn)在是深入了解 GRUB 幕后是如何工作的好時機。我將說明引導盤引導過程的工作原理，這樣您就可以對 GRUB 有一個更好的評價和了解。
2.4.2. 兩階段過程
要制作引導軟盤，需要做兩件事 -- 將文件復制到軟盤的 ext2 文件系統(tǒng)的 /boot/grub 目錄中，運行 GRUB 的安裝程序。運行 GRUB 安裝程序時，GRUB 將 "stage 1" 裝入器安裝到軟盤的引導記錄中。它還將 stage 1 裝入器配置成從 ext2 文件系統(tǒng)直接裝入 stage2。通常，GRUB 通過在包含 stage2 數(shù)據(jù)的軟盤上創(chuàng)建一列塊來完成此操作，這樣 stage1 裝入 stage2 時不必知道 ext2 文件系統(tǒng)的任何情況。
但是，大多數(shù)情況下，GRUB 在安裝完 stage1 之后，會立即將 stage1.5 裝入器安裝到引導記錄中。這個特殊的 stage1.5 允許無需使用原始塊列表就能從 ext2 文件系統(tǒng)裝入 stage2，卻要更靈活的標準基于路徑的方法。GRUB 理解文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的這一能力使 GRUB 比 LILO 更強壯。例如，如果正好在整理引導盤文件系統(tǒng)的碎片，stage1 就可以找到 stage2（歸功于 ext2 stage1.5）。而 LILO 就不能完成此項操作。因為 LILO 只能依賴于映射文件，每次更新內(nèi)核或在磁盤上物理移動數(shù)據(jù)時，即使不更改路徑，也需要重新運行它。
2.4.3. 階段 1、1.5 和 2
您也許會想知道：如果使用 FAT 而不是 ext2 文件系統(tǒng)創(chuàng)建引導盤，GRUB 是否可以工作。是的，它可以工作，因為在輸入 "setup (fd0)" 時，GRUB 會安裝與 root 文件系統(tǒng)類型匹配的 stage1.5。即使沒有沒有空間可以安裝 stage1.5，GRUB 仍可以通過追溯到更原始的塊列表，來裝入 stage2。
2.4.4. 搜索和恢復
在繼續(xù)討論之前，先研究一個與引導軟盤相關(guān)的實用提示。由于 GRUB 的交互式性質(zhì)，它為恢復軟盤生成了一個很好的引導裝入器。但是，如果將好的內(nèi)核復制到引導盤上，那它就更好了。那樣，即使硬盤上的內(nèi)核壞了或者被意外刪除了，也可以追溯到引導盤內(nèi)核，并啟動和運行系統(tǒng)。要將備用內(nèi)核復制到引導盤，執(zhí)行以下操作：
# mount /dev/fd0 /mnt/floppy
# cp /path/to/bzImage /mnt/floppy/boot
# umount /dev/fd0
現(xiàn)在，軟盤已包含備用內(nèi)核，可以在 GRUB 中使用它來引導 Linux 發(fā)行版，操作如下：
grub> root (fd0)
grub> kernel /boot/bzImage root=/dev/hda5 （將 /dev/hda5 更改成想要引導的分區(qū)名稱）
grub> boot
2.4.5. 硬盤引導
好，現(xiàn)在如何將 GRUB 安裝到硬盤上？這個過程幾乎與引導盤安裝過程一樣。首先，需要決定哪個硬盤分區(qū)將成為 root GRUB 分區(qū)。在這個分區(qū)上，創(chuàng)建 /boot/grub 目錄，并將 stage1 和 stage2 文件從 /usr/share/grub/i386-pc 復制到該目錄中。可以通過重新引導系統(tǒng)并使用引導盤，或者使用駐留版本的 GRUB 來執(zhí)行后一步操作。在這兩種情況下，啟動 GRUB，并用 root 命令指定 root 分區(qū)。例如，如果將 stage1 和 stage2 文件復制到 hda5 的 /boot/grub 目錄中，應輸入 "root (hd0,4)"?，F(xiàn)在，只差一步。
接著，決定在哪里安裝 GRUB -- 在硬盤的 MBR，或者如果與 GRUB 一起使用另一個“主”引導裝入器，則安裝在特定分區(qū)的引導記錄中。如果安裝到 MBR，則可以指定整個磁盤而不必指定分區(qū)，如下（對于 hda）：
grub> setup (hd0)
如果要將 GRUB 安裝到 /dev/hda5 的引導記錄中，應輸入：
grub> setup (hd0,4)
現(xiàn)在，已安裝 GRUB。引導系統(tǒng)時，應該立即以 GRUB 的控制臺方式結(jié)束（如果安裝到 MBR）。現(xiàn)在，應創(chuàng)建引導菜單，這樣就不必在每次引導系統(tǒng)時都輸入那些命令。
2.4.6. 引導菜單
要創(chuàng)建菜單，只需在 /boot/grub 中創(chuàng)建一個簡單的文本文件 menu.lst。如果將它放在正確位置，它將在 root GRUB 驅(qū)動器的 stage1 和 stage2 文件的旁邊。這里是一個樣本 menu.lst 文件，可以將它作為一個您的菜單的基礎(chǔ)：
default 0
timeout 30
color white/blue blue/green
title=Boot Linux
root (hd0,4)
kernel /boot/bzImage root=/dev/hda5
title=Boot Linux using initrd
root (hd0,5)
kernel /boot/bzImage root=/dev/loop0 init=/initdisk.gz
initrd /initdisk.gz
title=Windows NT
root (hd0,3)
chainloader +1
我將在以下的屏面中說明 menu.lst 格式。
2.4.7. 理解引導菜單
引導菜單很容易理解。前三行設(shè)置缺省菜單項（項目號 0，第一個）、設(shè)置超時值（30 秒），并選擇整個菜單的一些顏色。
接著的三行配置 "Boot Linux" 菜單項。要創(chuàng)建手工引導命令系列之外的菜單項，只要添加一行 "title=" 作為第一行，并從最后一行中除去 "boot" 命令（GRUB 會自動添加這個命令）。
接著的四行顯示了如何使用 GRUB 來引導 initrd（初始 root 磁盤），如果您愿意的話?，F(xiàn)在，討論最后三行……
2.4.8. 鏈式裝入器
這里是示例 menu.lst 的最后三行……
title=Windows NT
root (hd0,3)
chainloader +1
這里，我添加了一項來引導 Windows NT。要完成此操作，GRUB 使用了“鏈式裝入器”。鏈式裝入器從分區(qū) (hd0,3) 的引導記錄中裝入 NT 自己的引導裝入器，然后引導它。這就是這種技術(shù)叫做鏈式裝入的原因 -- 它創(chuàng)建了一個從引導裝入器到另一個的鏈。這種鏈式裝入技術(shù)可以用于引導任何版本的 DOS 或 Windows。
2.6 總結(jié)
2.6.1. GRUB 的彈性
GRUB 最好的優(yōu)點之一就是其強健的設(shè)計 -- 在不斷使用它時請別忘了這點。如果更新內(nèi)核或更改它在磁盤上的位置，不必重新安裝 GRUB。事實上，如有必要，只要更新 menu.lst 文件即可，一切將保持正常。
只有少數(shù)情況下，才需要將 GRUB 引導裝入器重新安裝到引導記錄。首先，如果更改 GRUB root 分區(qū)的分區(qū)類型（例如，從 ext2 改成 ReiserFS），則需要重新安裝?；蛘?，如果更新 /boot/grub 中的 stage1 和 stage2 文件，由于它們來自更新版本的 GRUB，很有可能要重新安裝引導裝入器。其它情況下，可以不必理睬！
2.6.2. 優(yōu)秀的 GRUB 參考資料
我們在這里只是介紹了 GRUB 的一部分。例如，可以使用 GRUB 來執(zhí)行網(wǎng)絡引導，引導 BSD 文件系統(tǒng)，或更多操作。另外，GRUB 有許多配置和安全性命令也很有用。如需所有 GRUB 功能的完整描述，請閱讀 GRUB 出色的 GNU 文檔。只要在 bash 提示中輸入 "info grub" 就可以閱讀該文檔。
