grub2详解(翻译和整理官方手册)

发布时间:2017-7-1 11:45:56编辑:www.fx114.net 分享查询网我要评论
本篇文章主要介绍了"grub2详解(翻译和整理官方手册) ",主要涉及到grub2详解(翻译和整理官方手册) 方面的内容,对于grub2详解(翻译和整理官方手册) 感兴趣的同学可以参考一下。

翻译了grub2官方手册的绝大部分内容,然后自己整理了一下。因为内容有点杂,所以章节安排上可能不是太合理,敬请谅解。


本文目录:

1.1 基础内容

1.2 安装grub2

1.3 grub2配置文件

1.4 命令行和菜单项中的命令

1.5 几个常见的内置变量

1.6 grub配置和安装示例

1.7 传统grub简述


本文主要介绍的是grub2,在文末对传统grub进行了简述,但在grub2的内容部分中包含了很多grub2和传统grub的对比。

如果仅仅是想知道grub2中的boot.img/core.img/diskboot.img/kernel.img或者传统grub中stage1/stage1_5/stage2文件的作用,请直接跳至相关内容处阅读。

1.1 基础内容

1.1.1 grub2和grub的区别

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

只说明几个主要的:

1.配置文件的名称改变了。在grub中,配置文件为grub.conf或menu.lst(grub.conf的一个软链接),在grub2中改名为grub.cfg。

2.grub2增添了许多语法,更接近于脚本语言了,例如支持变量、条件判断、循环。

3.grub2中,设备名称从1开始,而在grub中是从0开始的。

4.grub2使用img文件,不再使用grub中的stage1、stage1.5和stage2。

5.支持图形界面配置grub,但要安装grub-customizer包,epel源提供该包。

6.在已进入操作系统环境下,不再提供grub命令,也就是不能进入grub交互式界面,只有在开机时才能进入,算是一大缺憾。

7.在grub2中没有了好用的find命令,算是另一大缺憾。

1.1.2 命名习惯和文件路径表示方式

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

(fd0)           :表示第一块软盘(hd0,msdos2)    :表示第一块硬盘的第二个mbr分区。grub2中分区从1开始编号,传统的grub是从0开始编号的(hd0,msdos5)    :表示第一块硬盘的第一个逻辑分区(hd0,gpt1)      :表示第一块硬盘的第一个gpt分区/boot/vmlinuz   :相对路径,基于根目录,表示根目录下的boot目录下的vmlinuz,                :如果设置了根目录变量root为(hd0,msdos1),则表示(hd0,msdos1)/boot/vmlinuz(hd0,msdos1)/boot/vmlinuz:绝对路径,表示第一硬盘第一分区的boot目录下的vmlinuz文件

1.1.3 grub2引导操作系统的方式

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

grub2支持两种方式引导操作系统:

  • 直接引导:(direct-load)直接通过默认的grub2 boot loader来引导写在默认配置文件中的操作系统
  • 链式引导:(chain-load)使用默认grub2 boot loader链式引导另一个boot loader,该boot loader将引导对应的操作系统

一般只使用第一种方式,只有想引导grub默认不支持的操作系统时才会使用第二种方式。

1.1.4 grub2程序和传统grub程序安装后的文件分布

在传统grub软件安装完后,在/usr/share/grub/RELEASE/目录下会生成一些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_5fat_stage1_5       iso9660_stage1_5   minix_stage1_5     stage1             stage2_eltorito    vstafs_stage1_5

在grub2软件安装完后,会在/usr/lib/grub/i386-pc/目录下生成很多模块文件和img文件,还包括一些lst列表文件。

[root@server7 ~]# ls /usr/lib/grub/i386-pc/*.mod | wc -l257[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的关系

当使用grub来管理启动菜单时,那么boot loader都是grub程序安装的。

传统的grub将stage1转换后的内容安装到MBR(VBR或EBR)中的boot loader部分,将stage1_5转换后的内容安装在紧跟在MBR后的扇区中,将stage2转换后的内容安装在/boot分区中。

grub2将boot.img转换后的内容安装到MBR(VBR或EBR)中的boot loader部分,将diskboot.img和kernel.img结合成为core.img,同时还会嵌入一些模块或加载模块的代码到core.img中,然后将core.img转换后的内容安装到磁盘的指定位置处。

它们之间更具体的关系见下文。

1.1.6 grub2的安装位置

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

严格地说是core.img的安装位置,因为boot.img的位置是固定在MBR或VBR或EBR上的。

(1).MBR

MBR格式的分区表用于PC BIOS平台,这种格式允许四个主分区和额外的逻辑分区。使用这种格式的分区表,有两种方式安装GURB:

  1. 嵌入到MBR和第一个分区中间的空间,这部分就是大众所称的"boot track","MBR gap"或"embedding area",它们大致需要31kB的空间;
  2. 将core.img安装到某个文件系统中,然后使用分区的第一个扇区(严格地说不是第一个扇区,而是第一个block)存储启动它的代码。

这两种方法有不同的问题。

使用嵌入的方式安装grub,就没有保留的空闲空间来保证安全性,例如有些专门的软件就是使用这段空间来实现许可限制的;另外分区的时候,虽然会在MBR和第一个分区中间留下空闲空间,但可能留下的空间会比这更小。

方法二安装grub到文件系统,但这样的grub是脆弱的。例如,文件系统的某些特性需要做尾部包装,甚至某些fsck检测,它们可能会移动这些block。

GRUB开发团队建议将GRUB嵌入到MBR和第一个分区之间,除非有特殊需求,但仍必须要保证第一个分区至少是从第31kB(第63个扇区)之后才开始创建的。

现在的磁盘设备,一般都会有分区边界对齐的性能优化提醒,所以第一个分区可能会自动从第1MB处开始创建。

(2).GPT

一些新的系统使用GUID分区表(GPT)格式,这种格式是EFI固件所指定的一部分。但如果操作系统支持的话,GPT也可以用于BIOS平台(即MBR风格结合GPT格式的磁盘),使用这种格式,需要使用独立的BIOS boot分区来保存GRUB,GRUB被嵌入到此分区,不会有任何风险。

当在gpt磁盘上创建一个BIOS boot分区时,需要保证两件事:(1)它最小是31kB大小,但一般都会为此分区划分1MB的空间用于可扩展性;(2)必须要有合理的分区类型标识(flag type)。

例如使用gun parted工具时,可以设置为bios_grub标识:

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

如果使用gdisk分区工具时,则分类类型设置为"EF02"。

如果使用其他的分区工具,可能需要指定guid,则可以指定其guid为"21686148-6449-6e6f-744e656564454649"。

下图是某个bios/gpt格式的bios boot分区信息,从中可见,它大小为1M,没有文件系统,分区表示为bios_grub。

下图为gpt磁盘在图形界面下安装操作系统时创建的Bios boot分区。

1.1.7 进入grub命令行

在传统的grub上,可以直接在bash下敲入grub命令进入命令交互模式,但grub2只能在系统启动前进入grub交互命令行。

按下e见可以编辑所选菜单对应的grub菜单配置项,按下c键可以进入grub命令行交互模式。

1.2 安装grub2

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

这里的安装指的不是安装grub程序,而是安装Boot loader,但一般都称之为安装grub,且后文都是这个意思。

1.2.1 grub安装命令

安装方式非常简单,只需调用grub2-install,然后给定安装到的设备名即可。

shell> grub2-install /dev/sda

这样的安装方式,默认会将img文件放入到/boot目录下,如果想自定义放置位置,则使用--boot-directory选项指定,可用于测试练习grub的时候使用,但在真实的grub环境下不建议做任何改动。

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

如果是EFI固件平台,则必须挂载好efi系统分区,一般会挂在/boot/efi下,这是默认的,此时可直接使用grub2-install安装。

shell> grub2-install

如果不是挂载在/boot/efi下,则使用--efi-directory指定efi系统分区路径。

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

grub2-install实际上是一个shell脚本,用于调用其他工具,真正的功能都是其他工具去完成的,所以如果非常熟悉grub内部命令和机制,完全可以不用grub2-install。

对应传统的grub安装命令为grub-install,用法和grub2-install一样。

1.2.2 各种img和stage文件的说明

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

img文件是grub2生成的,stage文件是传统grub生成的。下面是各种文件的说明。

1.2.2.1 grub2中的img文件

grub2生成了好几个img文件,有些分布在/usr/lib/grub/i386-pc目录下,有些分布在/boot/grub2/i386-pc目录下,它们之间的关系,相信看了下文之后就会明白了。

下图描述了各个img文件之间的关系。其中core.img是动态生成的,路径为/boot/grub2/i386-pc/core.img,而其他的img则存在于/usr/lib/grub/i386-pc目录下。当然,在安装grub时,boot.img会被拷贝到/boot/grub2/i386-pc目录下。

(1)boot.img

在BIOS平台下,boot.img是grub启动的第一个img文件,它被写入到MBR中或分区的boot sector中,因为boot sector的大小是512字节,所以该img文件的大小也是512字节。

boot.img唯一的作用是读取属于core.img的第一个扇区并跳转到它身上,将控制权交给该扇区的img。由于体积大小的限制,boot.img无法理解文件系统的结构,因此grub2-install将会把core.img的位置硬编码到boot.img中,这样就一定能找到core.img的位置。

(2)core.img

core.img根据diskboot.img、kernel.img和一系列的模块被grub2-mkimage程序动态创建。core.img中嵌入了足够多的功能模块以保证grub能访问/boot/grub,并且可以加载相关的模块实现相关的功能,例如加载启动菜单、加载目标操作系统的信息等,由于grub2大量使用了动态功能模块,使得core.img体积变得足够小。

core.img中包含了多个img文件的内容,包括diskboot.img/kernel.img等。

core.img的安装位置随MBR磁盘和GPT磁盘而不同,这在上文中已经说明过了。

(3)diskboot.img

如果启动设备是硬盘,即从硬盘启动时,core.img中的第一个扇区的内容就是diskboot.img。diskboo.img的作用是读取core.img中剩余的部分到内存中,并将控制权交给kernel.img,由于此时还不识别文件系统,所以将core.img的全部位置以block列表的方式编码,使得diskboot.img能够找到剩余的内容。

该img文件因为占用一个扇区,所以体积为512字节。

(4)cdboot.img

如果启动设备是光驱(cd-rom),即从光驱启动时,core.img中的第一个扇区的的内容就是cdboo.img。它的作用和diskboot.img是一样的。

(5)pexboot.img

如果是从网络的PXE环境启动,core.img中的第一个扇区的内容就是pxeboot.img。

(6)kernel.img

kernel.img文件包含了grub的基本运行时环境:设备框架、文件句柄、环境变量、救援模式下的命令行解析器等等。很少直接使用它,因为它们已经整个嵌入到了core.img中了。注意,kernel.img是grub的kernel,和操作系统的内核无关。

如果细心的话,会发现kernel.img本身就占用28KB空间,但嵌入到了core.img中后,core.img文件才只有26KB大小。这是因为core.img中的kernel.img是被压缩过的。

(7)lnxboot.img

该img文件放在core.img的最前部位,使得grub像是linux的内核一样,这样core.img就可以被LILO的"image="识别。当然,这是配合LILO来使用的,但现在谁还适用LILO呢?

(8)*.mod

各种功能模块,部分模块已经嵌入到core.img中,或者会被grub自动加载,但有时也需要使用insmod命令手动加载。

1.2.2.2 传统grub中的stage文件

grub2的设计方式和传统grub大不相同,因此和stage之间的对比关系其实没那么标准,但是将它们拿来比较也有助于理解img和stage文件的作用。

stage文件也分布在两个地方:/usr/share/grub/RELEASE目录下和/boot/grub目录下,/boot/grub目录下的stage文件是安装grub时从/usr/share/grub/RELEASE目录下拷贝过来的。

(1)stage1

stage1文件在功能上等价于boot.img文件。目的是跳转到stage1_5或stage2的第一个扇区上。

(2)*_stage1_5

*stage1_5文件包含了各种识别文件系统的代码,使得grub可以从文件系统中读取体积更大功能更复杂的stage2文件。从这一方面考虑,它类似于core.img中加载对应文件系统模块的代码部分,但是core.img的功能远比stage1_5多。

stage1_5一般安装在MBR后、第一个分区前的那段空闲空间中,也就是MBR gap空间,它的作用是跳转到stage2的第一个扇区。

其实传统的grub在某些环境下是可以不用stage1_5文件就能正常运行的,但是grub2则不能缺少core.img。

(3)stage2

stage2的作用是加载各种环境和加载内核,在grub2中没有完全与之相对应的img文件,但是core.img中包含了stage2的所有功能。

当跳转到stage2的第一个扇区后,该扇区的代码负责加载stage2剩余的内容。

注意,stage2是存放在磁盘上的,并没有像core.img一样嵌入到磁盘上。

(4)stage2_eltorito

功能上等价于grub2中的core.img中的cdboot.img部分。一般在制作救援模式的grub时才会使用到cd-rom相关文件。

(5)pxegrub

功能上等价于grub2中的core.img中的pxeboot.img部分。

1.2.3 安装grub涉及的过程

安装grub2的过程大体分两步:一是根据/usr/lib/grub/i386-pc/目录下的文件生成core.img,并拷贝boot.img和core.img涉及的某些模块文件到/boot/grub2/i386-pc/目录下;二是根据/boot/grub2/i386-pc目录下的文件向磁盘上写boot loader。

当然,到底是先拷贝,还是先写boot loader,没必要去搞清楚,只要/boot/grub2/i386-pc下的img文件一定能通过grub2相关程序再次生成boot loader。所以,既可以认为/boot/grub2/i386-pc目录下的img文件是boot loader的特殊备份文件,也可以认为是boot loader的源文件。

不过,img文件和boot loader的内容是不一致的,因为img文件还要通过grub2相关程序来转换才是真正的boot loader。

对于传统的grub而言,拷贝的不是img文件,而是stage文件。

以下是安装传统grub时,grub做的工作。很不幸,grub2上没有该命令,也没有与之等价的命令。

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"... succeededDone.

首先检测各stage文件是否存在于/boot/grub目录下,随后嵌入stage1_5到磁盘上,该文件系统类型的stage1_5占用了15个扇区,最后安装stage1,并告知stage1 stage1_5的位置是第1到第15个扇区,之所以先嵌入stage1_5再嵌入stage1就是为了让stage1知道stage1_5的位置,最后还告知了stage1 stage2和配置文件menu.lst的路径。

1.3 grub2配置文件

grub2的默认配置文件为/boot/grub2/grub.cfg,该配置文件的写法弹性非常大,但绝大多数需要修改该配置文件时,都只需修改其中一小部分内容就可以达成目标。

grub2-mkconfig程序可用来生成符合绝大多数情况的grub.cfg文件,默认它会自动尝试探测有效的操作系统内核,并生成对应的操作系统菜单项。使用方法非常简单,只需一个选项"-o"指定输出文件即可。

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

1.3.1 通过/etc/default/grub文件生成grub.cfg

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

grub2-mkconfig是根据/etc/default/grub文件来创建配置文件的该文件中定义的是grub的全局宏,修改内置的宏可以快速生成grub配置文件。实际上在/etc/grub.d/目录下还有一些grub配置脚本,这些shell脚本读取一些脚本配置文件(如/etc/default/grub),根据指定的逻辑生成grub配置文件。若有兴趣,不放读一读/etc/grub.d/10_linux文件,它指导了创建grub.cfg的细节,例如如何生成启动菜单。

[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全部为大小字母,如果vaule部分包含了空格或其他特殊字符,则需要使用引号包围。

例如,下面是一个/etc/default/grub文件的示例:

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

虽然可用的宏较多,但可能用的上的就几个:GRUB_DEFAULT、GRUB_TIMEOUT、GRUB_CMDLINE_LINUX和GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT。

以下列出了部分key。

(1).GRUB_DEFAULT

默认的菜单项,默认值为0。其值可为数值N,表示从0开始计算的第N项是默认菜单,也可以指定对应的title表示该项为默认的菜单项。使用数值比较好,因为使用的title可能包含了容易改变的设备名。例如有如下菜单项:

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

如果想将此菜单设为默认菜单,则可设置"GRUB_DEFAULT=example-gnu-linux"。

如果GRUB_DEFAULT的值设置为"saved",则表示默认的菜单项是"GRUB_SAVEDEFAULT"或"grub-set-default"所指定的菜单项。

(2).GRUB_SAVEDEFAULT

默认该key的值未设置。如果该key的值设置为true时,如果选定了某菜单项,则该菜单项将被认为是新的默认菜单项。该key只有在设置了"GRUB_DEFAULT=saved"时才有效。

不建议使用该key,因为GRUB_DEFAULT配合grub-set-default更方便。

(3).GRUB_TIMEOUT

在开机选择菜单项的超时时间,超过该时间将使用默认的菜单项来引导对应的操作系统。默认值为5秒。等待过程中,按下任意按键都可以中断等待。

设置为0时,将不列出菜单直接使用默认的菜单项引导与之对应的操作系统,设置为"-1"时将永久等待选择。

是否显示菜单,和"GRUB_TIMEOUT_STYLE"的设置有关。

(4).GRUB_TIMEOUT_STYLE

如果该key未设置值或者设置的值为"menu",则列出启动菜单项,并等待"GRUB_TIMEOUT"指定的超时时间。

如果设置为"countdown"和"hidden",则不显示启动菜单项,而是直接等待"GRUB_TIMEOUT"指定的超时时间,如果超时了则启动默认菜单项并引导对应的操作系统。在等待过程中,按下"ESC"键可以列出启动菜单。设置为countdown和hidden的区别是countdown会显示超时时间的剩余时间,而hidden则完全隐藏超时时间。

(5).GRUB_DISTRIBUTOR

设置发行版的标识名称,一般该名称用来作为菜单的一部分,以便区分不同的操作系统。

(6).GRUB_CMDLINE_LINUX

添加到菜单中的内核启动参数。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"设置为"true",否则该key指定的默认内核启动参数将生成两份,一份是用于默认启动参数,一份用于恢复模式(recovery mode)的启动参数。

该key生成的默认内核启动参数将添加在"GRUB_CMDLINE_LINUX"所指定的启动参数之后。

(8).GRUB_DISABLE_RECOVERY

该项设置为true时,将不会生成恢复模式的菜单项。

(9).GRUB_DISABLE_LINUX_UUID

默认情况下,grub2-mkconfig在生产菜单项的时候将使用uuid来标识Linux 内核的根文件系统,即"root=UUID=..."。

例如,下面是/boot/grub2/grub.cfg中某菜单项的部分内容。

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

}

虽然使用UUID的方式更可靠,但有时候不太方便,所以可以设置该key为true来禁用。

(10).GRUB_BACKGROUND

设置背景图片,背景图片必须是grub可读的,图片文件名后缀必须是".png"、".tga"、".jpg"、".jpeg",在需要的时候,grub会按比例缩小图片的大小以适配屏幕大小。

(11).GRUB_THEME

设置grub菜单的主题。

(12).GRUB_GFXPAYLOAD_LINUX

设置为"text"时,将强制使用文本模式启动Linux。在某些情况下,可能不支持图形模式。

(13).GRUB_DISABLE_OS_PROBER

默认情况下,grub2-mkconfig会尝试使用os-prober程序(如果已经安装的话,默认应该都装了)探测其他可用的操作系统内核,并为其生成对应的启动菜单项。设置为"true"将禁用自动探测功能。

(14).GRUB_DISABLE_SUBMENU

默认情况下,grub2-mkconfig如果发现有多个同版本的或低版本的内核时,将只为最高版本的内核生成顶级菜单,其他所有的低版本内核菜单都放入子菜单中,设置为"y"将全部生成为顶级菜单。

(15).GRUB_HIDDEN_TIMEOUT(已废弃,但为了向后兼容,仍有效)

使用"GRUB_TIMEOUT_STYLE={countdown|hidden}"替代该项

(16).GRUB_HIDDEN_TIMEOUT_QUIET(已废弃,但为了向后兼容,仍有效)

配合GRUB_HIDDEN_TIMEOUT使用,可以使用GRUB_TIMEOUT_STYLE=countdown来替代这两项。

1.3.2 脚本方式直接编写grub.cfg文件

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

  • 注释符:从#开始的字符都被认为是注释,所以grub支持行中注释
  • 连接操作符:{ } | & $ ; < >
  • 保留关键字和符号:! [[ ]] { } case do done elif else esac fi for function if in menuentry select then time until while。并非所有的关键字都有用,只是为了日后的功能扩展而提前提供的。
  • 引号和转义符

对于特殊的字符需要转义。有三种方式转义:使用反斜线、使用单引号、使用双引号。

反斜线转义方式和shell一样。

单引号中的所有字符串都是字面意思,没有任何特殊意义,即使单引号中的转义符也被认为是纯粹的字符。所以'\''是无法保留单引号的。单引号需要使用双引号来转移,所以应该写"'"。

双引号和单引号作用一样,但它不能转义某几个特殊字符,包括"$"和"\"。对于双引号中的"$"符号,它任何时候都保留本意。对于"\",只有反斜线后的字符是'$'、'"'、'\'时才表示转义的意思,另外 ,某行若以反斜线结尾,则表示续行,但官方不建议在grub.cfg中使用续行符。

  • 变量扩展

使用$符号引用变量,也可以使用${var}的方式引用var变量。

支持位置变量,例如$1引用的是第一个参数。

还支持特殊的变量,如$?表示上一次命令的退出状态码。如果使用了位置变量,则还支持$*、$@和$#,$@代表的所有参数整体,各参数之间是不可分割的,$@也代表所有变量,但$@的各参数是可以被分割的,$#表示参数的个数。

  • 简单的命令

可以在grub.cfg中使用简单的命令。各命令之间使用换行符或分号表示该命令结束。

如果在命令前使用了"!",则表示逻辑取反。

  • 循环结构:for name in word …; do list; done
  • 循环结构:while cond; do list; done
  • 循环结构:until cond; do list; done
  • 条件判断结构:if list; then list; [elif list; then list;] … [else list;] fi
  • 函数结构:function name { command; … }
  • 菜单项命令:menuentry title [--class=class …] [--users=users] [--unrestricted] [--hotkey=key] [--id=id] { command; … }

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

该命令定义了一个名为title的grub菜单项。当开机时选中该菜单项时,grub会将chosen环境变量的值赋给"--id"(如果给定了"--id"的话),执行大括号中的命令列表,如果直到最后一个命令都全部执行成功,且成功加载了对应的内核后,将执行boot命令。随后grub就将控制权交给了操作系统内核。

--class:该选项用于将菜单分组,从而使得grub可以通过主题样式为不同组的菜单显示不同的样式风格。一个menuentry中,可以使用多次class表示将该菜单分到多个组中去。

--users:该选项限定只有此处列出的用户才能访问该菜单项,不指定该选项时将表示所有用户都能访问该菜单。

--unrestricted:该选项表示所有用户都有权访问该菜单项。

--hotkey:该选项为该菜单项关联一个热键,也就是快捷键,关联热键后只要按下该键就会选中该菜单。热键只能是字母键、backspace键、tab键或del键。

--id:该选项为该菜单关联一个唯一的数值。id的值可以由ASCII字母、数字//下划线组成,且不得以数字开头。

所有其他的参数包括title都被当作位置参数传递给大括号中的命令,但title总是$1,除title外的其余参数,位置值从前向后类推。

  • break [n]:强制退出for/while/until循环
  • continue [n]:跳到下一次迭代,即进入下一次循环
  • return [n]:指定返回状态码
  • setparams [arg] …:从$1开始替换位置参数
  • shift [n]:踢掉前n个参数,使得第n+1个参数变为$1,但和shell中不一样的是,踢掉了前n个参数后,从$#-n+1到$#这些参数的位置不变

具体如何编写grub.cfg文件,继续看下文的命令和变量。

1.4 命令行和菜单项中的命令

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

grub2支持很多命令,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。

无需掌握所有的命令,掌握用的上的几个命令即可。

1.4.1 help命令

help [pattern]

显示能匹配到pattern的所有命令的说明信息和usage信息,如果不指定patttern,将显示所有命令的简短信息。

例如"help cmos"。

1.4.2 boot命令

用于启动已加载的操作系统。

只在交互式命令行下可用。其实在menuentry命令的结尾就隐含了boot命令。

1.4.3 set和unset命令

set [envvar=value]unset envvar

前者设置环境变量envvar的值,如果不给定参数,则列出当前环境变量。

后者释放环境变量envvar。

1.4.4 lsmod命令和insmod命令

分别用于列出已加载的模块和调用指定的模块。

注意,若要导入支持ext文件系统的模块时,只需导入ext2.mod即可,实际上也没有ext3和ext4对应的模块。

1.4.5 linux和linux16命令

linux file [kernel_args]linux16 file [kernel_args]

都表示装载指定的内核文件,并传递内核启动参数。linux16表示以传统的16位启动协议启动内核,linux表示以32位启动协议启动内核,但linux命令比linux16有一些限制。但绝大多数时候,它们是可以通用的。

在linux或linux16命令之后,必须紧跟着使用init或init16命令装载init ramdisk文件。

一般为/boot分区下的vmlinuz-RELEASE_NUM文件。

但在grub环境下,boot分区被当作root分区,即根分区,假如boot分区为第一块磁盘的第一个分区,则应该写成:

linux (hd0,msdos1)/vmlinuz-XXX

或者相对路径的:

set root='hd0,msdos1'

linux /vmlinuz-XXX

在grub阶段可以传递内核的启动参数(内核的参数包括3类:编译内核时参数,启动时参数和运行时参数),可以传递的启动参数非常非常多,完整的启动参数列表见:http://redsymbol.net/linux-kernel-boot-parameters。这里只列出几个常用的:

init=   :指定Linux启动的第一个进程init的替代程序。root=   :指定根文件系统所在分区,在grub中,该选项必须给定。ro,rw   :启动时,根分区以只读还是可读写方式挂载。不指定时默认为ro。initrd  :指定init ramdisk的路径。在grub中因为使用了initrd或initrd16命令,所以不需要指定该启动参数。rhgb    :以图形界面方式启动系统。quiet   :以文本方式启动系统,且禁止输出大多数的log message。net.ifnames=0:用于CentOS 7,禁止网络设备使用一致性命名方式。biosdevname=0:用于CentOS 7,也是禁止网络设备采用一致性命名方式。             :只有net.ifnames和biosdevname同时设置为0时,才能完全禁止一致性命名,得到eth0-N的设备名。

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启动参数有多种定义方式,可以使用UUID的方式指定,也可以直接指定根文件系统所在分区,如"root=/dev/sda2",

1.4.6 initrd和initrd16命令

initrd file

只能紧跟在linux或linux16命令之后使用,用于为即将启动的内核传递init ramdisk路径。

同样,基于根分区,可以使用绝对路径,也可以使用相对路径。路径的表示方法和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

通过文件[--file]、卷标[--label]、文件系统UUID[--fs-uuid]来搜索设备。

如果使用了"--set"选项,则会将第一个找到的设备设置为环境变量"var"的值,默认的变量"var"为'root'。

搜索时可使用"--no-floppy"选项来禁止搜索软盘,因为软盘速度非常慢,已经被淘汰了。

有时候还会指定"--hint=XXX",表示优先选择满足提示条件的设备,若指定了多个hint条件,则优先匹配第一个hint,然后匹配第二个,依次类推。

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语句中的第一个search中搜索uuid为"367d6a77-033b-4037-bbcb-416705ead095"的设备,但使用了多个hint选项,表示先匹配bios平台下/boot分区为(hd0,msdos1)的设备,之后还指定了几个hint,但因为search使用的是uuid搜索方式,所以这些hint选项是多余的,因为单磁盘上分区的uuid是唯一的。

再举个例子,如果某启动设备上有两个boot分区(如多系统共存时),分别是(hd0,msdos1)和(hd0,msdos5),如果此时不使用uuid搜索,而是使用label方式搜索:

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

则此时将会选中(hd0,msdos5)这个boot分区,若不使用hint,将选中(hd0,msdos1)这个boot分区。

1.4.8 true和false命令

直接返回true或false布尔值。

1.4.9 test expression和[ expression ]

计算"expression"的结果是否为真,为真时返回0,否则返回非0,主要用于if、while或until结构中。


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string1 == string2

string1与string2相同

string1 != string2

string1与string2不相同

string1 < string2

string1在字母顺序上小于string2

string1 <= string2

string1在字母顺序上小于等于string2

string1 > string2

string1在字母顺序上大于string2

string1 >= string2

string1在字母顺序上大于等于string2

integer1 -eq integer2

integer1等于integer2

integer1 -ge integer2

integer1大于或等于integer2

integer1 -gt integer2

integer1大于integer2

integer1 -le integer2

integer1小于或等于integer2

integer1 -lt integer2

integer1小于integer2

integer1 -ne integer2

integer1不等于integer2

prefixinteger1 -pgt prefixinteger2

剔除非数字字符串prefix部分之后,integer1大于integer2

prefixinteger1 -plt prefixinteger2

剔除非数字字符串prefix部分之后,integer1小于integer2

file1 -nt file2

file1的修改时间比file2新

file1 -ot file2

file1的修改时间比file2旧