grub 速記

GNU GRUB(簡稱grub，stands for GRand Unified Bootloader)已經成為大部分linux distributions的預設開機管理程式了。 從前我們可能會討論grub跟lilo應用上的差異，現在幾乎只能看見關於grub跟grub2的討論了。 他的彈性與強大眾所皆知，記得在數年前Solaris OS剛釋出免費的x86版本，以及隨後幾周發布的opensolaris都是用grub來當作預設的開機管理程式。 本文就是簡單對於grub以及其設定檔作非常簡單的筆記。

一個最陽春、不包含註解又能成功開機的grub，其menu.lst(RH系的linux為grub.conf，為menu.lst的一個軟連結)，大致如下：

default 0
timeout 8

title Linux Mint 8 Helena
root (hd0,1)
kernel /boot/vmlinuz root=LABEL=ROOT ro
quiet

簡單的說，timeout是倒數秒數；default是倒數結束後預設啟動第幾個entry，不用多說，跟硬碟的代號一樣，從0開始起算。這個範例可以開機的情況相當侷限：
首先，/boot跟/必須在同一個partition。
第二，核心的名稱必須為vmlinuz且位於/boot底下。
第三，/boot必須是ext2/3的檔案系統。

事實上，vmlinuz可以是一個連結。以debian系統來說，你每安裝一個新的kernel之後，她會自動幫你為最新的kernel建一個名稱為vmlinuz的軟連結， 好方便你忘記落落長的核心名稱時，敲個vmlinuz就可以指到正確的核心。就我遇到過的linux而言，似乎沒有一套linux像debian一樣貼心哩。
kernel後面的root並不是指作業系統的root，而是指核心的位置。如同在fstab定義的方式，root可以有三種方式去定義：device ID/UUID/Label。 例如我的/跟/boot在同一個分割區，他的uuid是fa2028ac-0d01-4251-bcd7-07a3df26530d，label是ROOT，裝置代號是/dev/sda2，此時root可以有三種表示方法：

1. root=/dev/sda2
2. root=LABEL=ROOT
3. root=uuid=fa2028ac-0d01-4251-bcd7-07a3df26530d

我個人比較偏好使用Label，因為我經常使用usb外接硬碟開機，啟動時有些機器未必符合我的device.map的設定；uuid雖然是不太可能重複的一組id，但是長度太長，整個檔案顯得很吵雜； label則是一個折衷的好辦法，一個便於自己記憶辨認，又不至於重複性太高，也不會讓設定檔變得難以閱讀。例如台灣人最愛使用的fedora，就是使用LABEL=/1當成指定kernel所在分割區的方法。

但是，對於非ext2/3的filesystems，核心沒有外加模組可是無法辨認這些檔案系統。沒辦法辨認檔案系統，就無法從硬碟裡載入kernel並進行開機程序。因此需要動用到Initial Ram Disk(簡稱initrd，一個在記憶體上運行的虛擬的檔案系統，) 來幫助我們開機。initrd很小，約莫8MB左右，裡面包含核心啟動所需要的硬體模組，將這些modules載入完畢之後會執行真正的init，並根據/etc/inittab的設定展開了一系列的開機流程。也就是說，假如你討厭使用initrd， 你就必須手動編譯你的核心，把這台電腦上所有的硬體驅動全部都編譯到核心裡(當然，最重要的檔案系統一定要記得編譯進去！)，這樣就可以不用使用到initrd。如果你不想自己重編你的kernel，你就必須指定initrd的位置：

initrd /boot/initrd.img

initrd.img的名稱是配合kernel名稱的，例如有一個vmlinuz-2.6.31-19-generic的kernel就會有一個initrd.img-2.6.31-19-generic的img。

windows的開機很簡單，不過grub不支援ntfs，所以很自然的利用chianload的方式來做：

title Windows 95/98/NT/2000
root (hd0,0)
makeactive
chainloader +1

其中，root可以用rootnoverify代替，表示讀取此分割區時不校驗。
事實上，chainloader這個grub指令非常好用，不光是用在啟動windows，當年還沒有虛擬機器時，想要用一台電腦玩很多套linux時，每一套linux都會預設把boot loader寫到mbr裡，導致最後你的grub清單會異常複雜， 因為所有找得到的kernel都被寫成兩串。如果你可以把每一套linux的開機管理程式都裝在其boot sector(每個分割區的前512bytes)，在透過chianloader的引導，你就可以開到正確的linux，不用擔心某套linux核心更新之後，你要自己手動修改kernel版本號碼。
當然這已經不再是很值得被記憶的好方法，因為用虛擬機器實在是太過方便了。

幾個跟grub有關的commands：

1. update-grub
產生一個新的menu.lst。如果檔案已經存在，將會被覆寫過去。


2. update-initramfs
利用-c產生一個新的initrd，-u更新一個initrd，-d移除之。
另外，你也可以用makeinitramfs來產生一個新的initrd；redhat系列則是mkinitrd。


3. grub-install
安裝grub到某個位置，例如 grub-install /dev/sdb或是 grub-install '(hd1)'


4. grub-mkconfig
產生對應kernel版本的config檔。


5. grub-md5-crypt
將grub設定md5加密過的密碼。


6. grub-mkdevicemap
產生一個對應當前裝置的device.map檔。

幾個在grub shell裡面的commands：

1. setup (hdx,y)
   
把grub安裝在該partition/disk裡。


2. find /boot/grub/menu.lst
   
藉由find指令，你可以得知kernel或是其他跟grub有關的檔案放的位置，幫助你取得正確的kernel root位置。


3. map (hd0) (hd1)
   map (hd1) (hd0)
   此map的指令比較像是mirror的味道，在某些很舊的系統(例如DOS)必須要是第一顆硬碟才能開機，此時就可以用map騙過她來啟動系統。


4. hide (hd0,1)
   隱藏這個partition。通常在擁有多個windows系統的情形下，先安裝的人先取到C drive，後安裝的windows其系統磁區卻只能拿到D，很多軟體跑起來會有問題。
   利用hide指令，可以讓windows看不到其他windows的系統磁區。


5. lock
   如果某個entry裡面寫了lock，就表示需要密碼才能開機進入。


6. md5crypt
   效果如同grub-md5-crypt，只是一個是外部命令，一個是grub shell內建命令。

我們用一個簡單的case來試著撰寫一個menu.lst。假設你需要安裝四套作業系統，其中一套windows xp，另一套windows vista，這兩套分別裝在第二顆硬碟的第一、二個主要分割區； Debian跟openSuSE裝在第一顆硬碟的第四、五個分割區。把Debian的grub安裝在MBR，/boot跟/在同個分割區；OpenSuSE的grub則安裝在他自己的boot sector， 但是他的/boot則是位於第六個分割區。假設第二顆硬碟每個分割區都有被指定來使用，沒有跳號問題，預設用Debian開機，倒數5秒並且grub用密碼保護，若要開進任何一個windows都需要輸入密碼才能開機； 此時我們的menu.lst該如何撰寫呢？

default 0
timeout 5
password --md5 $1$qQ7aR/$BAJyOwZW961kWL7vVGAzm

title Debian GNU/Linux, kernel 2.6.26-1-686-bigmem
root (hd0,3)
kernel /boot/vmlinuz-2.6.26-1-686-bigmem root=LABEL=DEBROOT ro quiet
initrd /boot/initrd.img-2.6.26-1-686-bigmem

title Debian GNU/Linux, kernel 2.6.26-1-686-bigmem (single-user mode)
root (hd0,3)
kernel /boot/vmlinuz-2.6.26-1-686-bigmem root=LABEL=DEBROOT ro single
initrd /boot/initrd.img-2.6.26-1-686-bigmem

title Chainload to OpenSuSE 11.2
root (hd0,5)
chainloader +1

title OpenSuSE 11.2 2.6.31.8-0.1-default
root (hd0,4)
kernel /boot/vmlinuz-2.6.31.8-0.1-default root=/dev/sda6 resume=/dev/sda5 splash=silent quiet showopts vga=0x317
initrd /boot/initrd-2.6.31.8-0.1-default

title Windows XP
lock
rootnoverify (hd0,0)
makeactive
hide (hd0,1)
chainloader +1

title Windows vista/Windows 7
lock
rootnoverify (hd0,1)
makeactive
hide (hd0,0)
chainloader +16

這個範例其實很簡單，要開進其他的linux也可以用chainload的方式，並跳進另一套grub或是其開機管理程式。唯一要注意的就是，如果/boot分割區是獨立於/之外，需注意root後面的參數以及kernel裡面的root意義大不相同。

關於這個速記，您可以從鳥哥的網站查到更多關於grub以及開機流程較詳盡的認識。