GRUB原理

GNU GRUB（简称“GRUB”，GRand Unified Bootloader）是一个来自GNU项目的多操作系统启动管理器，它允许用户可以在计算机内同时安装有多个操作系统，比如不同版本的Windows和Linux，并在计算机启动时选择希望运行的操作系统。Grub一直在发展，现在的发行版都用Grub 2了，但是基本的启动引导原理是差不多的，所以还是以传统的Grub为例（在CentOS 5.5上）。

GRUB只是工具，有自己的体系，比如有自己的命令

我们知道，引导扇区是每个分区（Partition）的第一扇区，而主引导扇区是硬盘的第一扇区。主引导扇区由三个部分组成，主引导记录MBR、硬盘分区表DPT和硬盘有效标志。在总共512字节的主引导扇区里MBR占446个字节。第二部分是分区表，即DPT（Disk Partition Table），占64个字节。分区表含4个分区项，偏移地址01BEH--01FDH，每个分区表项长16个字节。这也就是为什么一个硬盘最多只能有4个主分区（包括一个扩展分区，（扩展分区可以再分为多个逻辑分区））的原因。第三部分是硬盘有效标志，占2个字节，固定为55AA，如果该标志错误系统就不能启动。

Grub的实质是一个mini os，它拥有shell，支持script，支持特定文件系统……grub由stage1，stage1-5，stage2以及/boot/grub目录下的诸多文件（包括Grub的配置文件与相关文件系统定义文件等）组成，其核心是stage2，主要功能在于完成操作系统的引导工作。Grub可以安装在MBR，也可以安装在一个Linux分区的引导扇区，这2种情况是略有不同的。

先介绍一下Grub的三个文件：
1) stage1的代码文件，是源码目录下stage1/stage1.S，汇编后便成了一个512字节的img，被写在硬盘的0面0道第1扇区，作为硬盘的主引导扇区。(这512字节还包括分区表DPT以及主引导扇区标志“55AA”)
2) stage1_5就是文件系统的解释代码，根据/boot分区（或/boot所在分区）的具体文件系统类型而异，如：ext3分区的话就是 e2fs_stage1_5。在stage1_5没有被加载以前，系统无法识别任何文件系统（但是可以通过BIOS中断方式INT 13h读取磁盘指定扇区的内容）。
3) stage2是grub最核心的部分。它运行后，会把系统切入保护模式，设置好c运行环境然后寻找menulist，如果没有的话就执行一个shell，等待我们输入命令，并在执行boot命令以后就会把控制权转交出去。

当系统固件自检没问题后，就会读取MBR的第一个位置Bootloader（主要是GRUB），注意GRUB只是启动系统的工具而已，并非系统本身，GRUB启动时，通常从/boot/grub/menu.lst读取引导配置，起始这个文件是一个软连接，实质上是读取grub.conf文件，由于所有设备在Linux中都是被看为文件的，所以磁盘在Linux和GRUB（为什么要说GRUB，后面会写到）中是怎么表示的。常见的磁盘有IDE ,SCSI,SATA接口的，IDE在Linux中用字符hd来表示，如果有一块那就是hda,有两块那就是hdb。以此类推，对与在GRUB中用hd0来表示第一块，hd1来表示第二块；对于SCSI，SATA磁盘用sd来表示，同样sda表示第一块，sdb表示第二块。在GRUB中同样用hd来表示，同样是hd0表示第一块，hd1表示第二块。《计算机组成原理》告诉你，磁盘在分区的时候有三大分区：主分区，扩展分区，逻辑分区，主分区+扩展分区个数<=4。这里主要说明主分区，在Linux上sda1，sda2，sda3，sda4（以SATA为例子）表示四个主分区，sda5，sda6。表示逻辑分区，这里的sda1（其他就不说了）表示第一块硬盘的第一个主分区，那么在GRUB中就表示为（hd0,0）hd0表示第一块硬盘，后面的0表示第一个分区。

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