linux如何grub引导流程

linux如何grub引导流程详细介绍

GRUB（GRand Unified Bootloader）是 Linux 系统中常用的引导加载程序，它负责在计算机启动时加载操作系统内核。下面为你详细介绍 Linux 下 GRUB 的引导流程：

1. 计算机开机

当你开启计算机电源，BIOS（基本输入输出系统）或者 UEFI（统一的可扩展固件接口）会首先启动。BIOS/UEFI 是计算机硬件和操作系统之间的桥梁，它的主要任务是进行硬件自检（POST，Power-On Self-Test），检测并初始化计算机的硬件设备，如内存、硬盘、显卡等。

2. 加载 GRUB 的第一阶段（BIOS 模式）或 GRUB EFI 加载（UEFI 模式）

• BIOS 模式：
  • 硬件自检完成后，BIOS 会根据用户在 BIOS 设置中指定的启动顺序，从指定的存储设备（通常是硬盘）读取主引导记录（MBR，Master Boot Record）。MBR 位于硬盘的第一个扇区（0 磁道 0 柱面 1 扇区），大小为 512 字节。
  • MBR 中包含了 GRUB 的第一阶段代码（约 446 字节）和分区表信息。GRUB 的第一阶段代码的主要作用是加载 GRUB 的第二阶段代码。

• UEFI 模式：
  • UEFI 会根据启动顺序从 ESP（EFI System Partition）分区中查找并加载 GRUB 的 EFI 文件（通常是grubx64.efi）。ESP 分区是一个 FAT32 格式的分区，专门用于存储 UEFI 启动文件。

3. 加载 GRUB 的第二阶段

• BIOS 模式：
  • GRUB 的第一阶段代码会从硬盘的特定位置加载 GRUB 的第二阶段代码。第二阶段代码通常存放在硬盘的/boot/grub目录下。
  • 第二阶段代码负责加载 GRUB 的配置文件/boot/grub/grub.cfg，该配置文件包含了 GRUB 的菜单选项和操作系统内核的加载信息。

• UEFI 模式：
  • 加载的grubx64.efi文件会执行类似 BIOS 模式下第二阶段代码的功能，即加载/boot/grub/grub.cfg配置文件。

4. 显示 GRUB 菜单

GRUB 会根据grub.cfg文件中的配置信息显示引导菜单，菜单中通常包含多个选项，如不同版本的 Linux 内核、恢复模式、其他操作系统等。用户可以在一定时间内选择要启动的选项，如果在规定时间内没有进行选择，GRUB 会自动启动默认选项。

5. 加载操作系统内核

• 用户选择了要启动的选项后，GRUB 会根据grub.cfg文件中的配置信息，从指定的位置加载操作系统内核文件（通常是vmlinuz）和初始 RAM 磁盘（initrd.img）。
• 初始 RAM 磁盘是一个临时的根文件系统，它包含了启动过程中所需的驱动程序和工具。

6. 传递控制权给操作系统内核

• 当操作系统内核和初始 RAM 磁盘加载完成后，GRUB 会将控制权传递给操作系统内核。
• 操作系统内核开始初始化，挂载根文件系统，启动各种系统服务和进程，最终进入用户登录界面。

总结

GRUB 的引导流程可以概括为：计算机开机 -> 硬件自检 -> 加载 GRUB 的第一阶段（BIOS 模式）或 GRUB EFI 加载（UEFI 模式） -> 加载 GRUB 的第二阶段 -> 显示 GRUB 菜单 -> 加载操作系统内核 -> 传递控制权给操作系统内核。这个过程确保了计算机能够正确地加载并启动 Linux 操作系统。