GRUB2及启动过程详解精品管理资料Word格式.docx
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在CentOS7下面/boot/grub2目录可以看到有关GRUB2相关文件.在/boot/grub2/i386—pc目录下是GRUB2bootstrapimages文件，该目录大部分文件是以.mod结尾,这些文件为GRUB2模块文件，最后在该目录下面有以下两个image文件：
[root＠controlleri386—pc]＃ls—lrt＊.img
—rw—r——r——。
1rootroot266187\u67081123:
33core.img
-rw—r——r—-。
1rootroot5127\u67081123:
33boot。
img
以上两个img文件都会被grub2—install命令安装到硬盘上相应位置（在硬盘什么位置后面会说），很有意思的是请注意两点
1）boot。
img固定为512Byte
2）core.img小于32KByte
如果你觉得好奇,可以用file命令查看这些image文件类型
[root@controlleri386-pc]＃fileboot.img
boot。
img：
x86bootsector；
partition4:
ID=0xd4，starthead205,startsector4277266767，0sectors，codeoffset0x63
［root@controlleri386—pc］＃filecore。
core。
data
［root@controlleri386—pc]#filexfs.mod
xfs。
mod：
ELF32-bitLSBrelocatable，Intel80386，version1（SYSV）,notstripped
对于boot。
imgfile命令明确指出其为x86bootsector,而mod文件却是ELF文件，接下来让我们进一步了解这些bootstrapimage文件
3.GRUB2的bootstrapimage文件
GRUB2有以下各种bootstrapimages文件，大伙应悉知,这些image会被grub2-install安装到硬盘相应的位置,当BIOS完成后,他们会被加载并引导系统继续完成启动。
3.1.boot。
在PCBIOS系统中,这个image是GRUB2第一个被运行的．它被写在MBR（MasterBootRecord）或者在分区（partition）的bootsector中．因为MBR或PCbootsector是固定512字节,这个文件的大小也固定为512byte。
boot.img功能很简单，主要是读磁盘中core。
img中的第一个扇区（sector）到内存中并跳到该部分运行（如果是硬盘启动,那么该扇区就是下面要介绍的diskboot。
img）．因为只有512字节，boot。
img不能够加载文件系统（比如CentOS7中XFS或其它Linux的EXT4等等）,并且只能是从硬盘固定的位置加载。
3.2.diskboot.img
当从硬盘启动的时候这是core。
img第一个扇区（sector）的内容，主要功能是读剩下的core.img到内存中并开始运行kernel。
img。
同样diskboot。
img没有文件系统的功能（XFS，EXT4等），当他读取剩余的core.img时候，依然从硬盘固定位置读取。
根据启动的介质不同,类似diskboot。
img文件有很多，在安装GRUB时候选用其中一个，目前大部分都是从硬盘启动diskboot.img
1．cdboot。
从CD—ROM启动
2．pxeboot。
img:
从PXE网络启动
3．Lnxboot.img:
如果从其他bootloader比如LILO（用image='
section）启动,这个image使GRUB看上去像一个Linux内核．
3.3.kernel。
这个文件包含了GRUB2基本的运行时支撑:
对设备及文件的框架，环境变量,恢复模式下的命令行等等．一般我们不会直接使用它，但是它是core。
img中必不可少的一部分。
3.4.core.img
这个是GRUB的核心．他是被grub2—mkimage命令生存，包含了kernel。
img以及一些必须必要的modules.通常core.img包含了足够的模块（modules）为了访问XFS/EXT4文件系统/boot/grub2目录,并且在运行时加载从文件系统（XFS）所有剩余的模块，这些剩余模块包含启动目录处理，加载操作系统等等功能．
模块化的设计思路最主要的目的是使core。
img保持足够小，目前disk限制core。
img安装必须小于32KB。
core。
img一般被安装在硬盘特殊区域：
embeddingarea（夹层区），这个区一般有32K限制,我们在后面会介绍什么是夹层区．
3.5.*.mod
所有GRUB其他部分被称为模块，他们大部分被core。
img在运行时自动动态加载，其中一小部分被整合到core。
img中,这小部分是必须，比如文件系统支持（xfs。
mod）
模块可以手工加载，请参考insmodcommand（在本文不作介绍，请查阅相关文档）
注意：
如果对以上各种image文件还是不清楚,请继续往下读，后面会有详细说明。
4.对比GRUBLegacy
GRUB2与GRUBLegacy不同,很多人都熟悉GRUBLegacy里面的stage1，stage1_5，stage2等等概念，而在GRUB2里面，这些被各种bootstrapimage文件替代:
diskboot。
core.img
大伙应悉知以上三个images
4.1.stage1
GRUBLegacy中stage1相当于GRUB2中boot。
img，他们完成相同的功能.
4.2.＊_stage1_5
GRUBLegacy中Stage1。
5包含了足够的文件系统（XFS或EXT4）代码而允许Stage2从文件系统中直接载入系统,就这个意义上来说很像GRUB2中的core.img。
不过core。
img功能更加强大，它提供了恢复shell,使能够在不能加载其他模块（modules）情况下（比如partitionnumber已经改变）能够人工恢复。
Core。
img能够被灵活的创建,允许从LVM或者RAID加载模块.
GRUBLegacy能够运行stage1和stage2而不运行stage1。
5，但是对GRUB2来说，core。
img是必须的.
4.3.stage2
GRUB2没有对应stage2的image。
它从/boot/grub加载相应的模块.
5.grub2—mkimage定制core.img
上一章介绍的core.img至少包含了一下几个部分
1）diskboot。
2）kernel.img
3）required＊。
mod
他们被grub2—mkimage命令整合成core.img文件，实际上当运行完该命令最终生成的是上一章中/boot/grub2/i386-pc目录下的两个image文件
2）core。
有兴趣的读者请参照mangrub2-mkimage查阅相关信息，定制自己的core。
[lanzhou＠controllerimage]＄grub2—mkimage—Oi386-pc-p/boot/grub2-v—ocore。
imgxfs
grub2—mkimage:
info:
thetotalmodulesizeis0x26e4。
grub2-mkimage:
reading/usr/lib/grub/i386—pc/kernel.img.
grub2—mkimage：
info：
locatingthesection。
textat0x0。
locatingthesection.rodataat0x5494。
locatingthesection.dataat0x6448.
bssat0x6bd0.
grub2-mkimage：
reading/usr/lib/grub/i386-pc/fshelp。
mod。
reading/usr/lib/grub/i386—pc/xfs.mod.
kernel_img=0x2649700,kernel_size=0x6bd0.
thecoresizeis0x5085。
reading/usr/lib/grub/i386-pc/lzma_decompress.img。
reading/usr/lib/grub/i386-pc/diskboot。
img.
writing0x200bytes。
writing0x5bc5bytes。
img是内核的名字,生成在当前目录下，i386—pc是镜像的格式，xfs是加入内核的模块。
常用模块有：
xfs：
支持xfs文件系统（CentOS7缺省的文件系统）
ext2：
支持ext2文件系统
但是我们一般不直接运行该命令,一般运行grub2—install。
该命令会自动调用grub2-mkimage.
6.GRUB2安装
当一切准备好后，我们可运行以下命令
grub2—install/dev/sda
去安装grub2（缺省的-—boot-directory=/boot/）
不过一般的CentOS7已经安装好了GRUB2,除非你感兴趣，不用运行上面命令。
在继续后面的内容之前，下面有几个概念大伙必须知道：
6.1.Linux是怎么命名设备（/dev/sda）
比如/dev/sda5，如下图所示
1）SCSI硬盘
第一个SCSI接口硬盘：
/dev/sda
第二个SCSI接口硬盘：
/dev/sdb
2）USB
如果只有一块硬盘，那么第一个USB盘也可能是/dev/sdb（usb存储设备也目前在内核中在两种驱动方法，一种是模拟SCSI硬盘,另一种是非模拟SCSI硬盘，前一种目前比较多）
3）SATA
如果只有一个SATA硬盘，第一个SATA硬盘也是：
/dev/sda
4）IDE硬盘
第一个IDE接口主盘：
/dev/hda
第一个IDE接口从盘：
/dev/hdb
第二个IDE接口主盘：
/dev/hdc
第二个IDE接口从盘：
/dev/hdd
1）所以只靠/dev/sda无法知道设备类型，也许是SCSI，SATA或者U盘，但是一般来说/dev/sda都会是SCSI硬盘，本文不在详述SCSI,IDE，SATA区别,请参考相关资料
2）有关分区,见下文6.3DPT
6.2.MBR（MasterBootRecord）
MBR,即主引导记录,是对IBM兼容机的硬盘或者可移动磁盘分区时，在驱动器最前端的一段引导扇区，其地址为
采用CHS寻址:
MBR固定为硬盘的0柱面、0磁头、1扇区
采用LBA寻址：
MBR固定LBA0
（注意，我们将在后面介绍CHS与LBA，目前普片采用LBA寻址）
MBR长度为512字节,它一般由三个部分组成:
主引导程序
硬盘分区表DPT（DiskPartitiontable）固定４个分区,每分区16byte
分区有效标志，以55AA结尾的MBR
StructureofaclassicalgenericMBR
Address
Description
Size
（bytes）
Hex
Dec
+000hex
+0
Bootstrapcodearea
446
+1BEhex
+446
Partitionentry1
Partitiontable
（forprimarypartitions）
16
+1CEhex
+462
Partitionentry2
+1DEhex
+478
Partitionentry3
+1EEhex
+494
Partitionentry4
+1FEhex
+510
55hex
Bootsignature［a］
2
+1FFhex
+511
AAhex
Totalsize：
446+4＊16+2
512
本表摘自：
https:
//en.wikipedia。
org/wiki/Master_boot_record
注意
1）由于后面支持EFI及GPT，上述结构有些变化，但在本文不作描述，有兴趣的读者可以参看相关EFI及GPT文档
2）上文中的boot。
img将会被grub2-install命令拷贝到MBR主引导程序部分（也就是Bootstrapcodearea），在后面将会详细分析boot。
====================================================
工具：
导出并查看MBR
我们可以用DD命令把MBR从硬盘中导出来
[root@controllerimage］＃ddif=/dev/sdaof=mbr。
binbs=1count=512
512+0recordsin
512+0recordsout
512bytes（512B）copied，0.00173968s,294kB/s
然后我们可以使用hexdump查看其内容
［root＠controllerimage]#hexdump—Cmbr。
bin
00000000eb6390108ed0bc00b0b800008ed88ec0|。
c。
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GRUB。
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..U。
00000200
黑色部分为启动代码
蓝色部分为分区表DPT（下面会介绍）
红色部分为分区有效标志55AA
6.3.MBR分区表DPT（DiskPartitionTable）
DPT作为MBR中的一部分，已经使用了好长一段时间，直到最近GPT及EFI的出现。
但是DPT作为一个经典，还是有很多东西学习,在这一章我简要介绍一下DPT。
工具:
fdisk
linux上经典的工具fdisk就是对有关的DPT进行操作.
［root＠controllersbin]＃fdisk—l/dev/sda
Disk/dev/sda
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