这篇笔记是对boot loader学习的记录. 现在linux主流的 boot loader就是grub2.

boot loader的功能:

• 选择menuentry来决定加载哪个kernel
• 解压kernel, 并根据相应配置加载到内存中.
• 转交给其他的boot loader

grub2运行的两个阶段:

• 执行grub2的主程序.
  grub2的主程序安装在MBR中, MBR非常小, 不超过446bytes.
• 主程序载入相关配置文件.
  配置文件主要在/boot这个目录下.

[root@study ~]# ls -l /boot/grub2
-rw-r--r--. device.map <==grub2 的裝置對應檔(底下會談到)
drwxr-xr-x. fonts <==開機過程中的畫面會使用到的字型資料
-rw-r--r--. grub.cfg <==grub2 的主設定檔！相當重要！
-rw-r--r--. grubenv <==一些環境區塊的符號
drwxr-xr-x. i386-pc <==針對一般 x86 PC 所需要的 grub2 的相關模組
drwxr-xr-x. locale <==就是語系相關的資料囉drwxr-xr-x. themes <==一些開機主題畫面資料

[root@study ~]# ls -l /boot/grub2/i386-pc
-rw-r--r--. acpi.mod <==電源管理有關的模組
-rw-r--r--. ata.mod <==磁碟有關的模組
-rw-r--r--. chain.mod <==進行 loader 控制權移交的相關模組
-rw-r--r--. command.lst <==一些指令相關性的列表
-rw-r--r--. efiemu32.o <==底下幾個則是與 uefi BIOS 相關的模組
-rw-r--r--. efiemu64.o
-rw-r--r--. efiemu.mod
-rw-r--r--. ext2.mod <==EXT 檔案系統家族相關模組
-rw-r--r--. fat.mod <==FAT 檔案系統模組
-rw-r--r--. gcry_sha256.mod <==常見的加密模組
-rw-r--r--. gcry_sha512.mod
-rw-r--r--. iso9660.mod <==光碟檔案系統模組
-rw-r--r--. lvm.mod <==LVM 檔案系統模組
-rw-r--r--. mdraid09.mod <==軟體磁碟陣列模組
-rw-r--r--. minix.mod <==MINIX 相關檔案系統模組
-rw-r--r--. msdospart.mod <==一般 MBR 分割表
-rw-r--r--. part_gpt.mod <==GPT 分割表
-rw-r--r--. part_msdos.mod <==MBR 分割表
-rw-r--r--. scsi.mod <==SCSI 相關模組
-rw-r--r--. usb_keyboard.mod <==底下兩個為 USB 相關模組
-rw-r--r--. usb.mod
-rw-r--r--. vga.mod <==VGA 顯示卡相關模組
-rw-r--r--. xfs.mod

### 主配置文件`/boot/grub2/grub.conf`:
#### `grub2`对硬盘的排序编码方式与传统linux不同:

(hd0,1) # 一般的預設語法，由 grub2 自動判斷分割格式
(hd0,msdos1) # 此磁碟的分割為傳統的 MBR 模式
(hd0,gpt1) # 此磁碟的分割為 GPT 模式

`(hd0,1)`: hd0表示搜寻到的第一块硬盘, 1表示此硬盘上的第一块分区.
**注意: 硬盘的代号从0开始, 分区的代号从1开始.**
`(hd0,msdos1)`: 如果是MBR的模式, 也可以写做`(hd0,msdos1)`
例如:
  系统中有一块SATA硬盘, 采用的是逻辑分区. 那么`grub2`的档名和代号是: `(hd0,msdos5)`可简写成`(hd0,5)`
#### 主配置文件的内容:

[root@study ~]# vim /boot/grub2/grub.cfg

開始是 /etc/grub.d/00_header 這個腳本執行的結果展示，主要與基礎設定與環境有關

BEGIN /etc/grub.d/00_header

set pager=1

if [ -s $prefix/grubenv ]; then
load_env
fi

.....(中間省略).....
if [ x$feature_timeout_style = xy ] ; then
set timeout_style=menu
set timeout=5

Fallback normal timeout code in case the timeout_style feature is

unavailable.

else
set timeout=5
fi

END /etc/grub.d/00_header

開始執行 /etc/grub.d/10_linux，主要針對實際的 Linux 核心檔案的開機環境

BEGIN /etc/grub.d/10_linux

menuentry 'CentOS Linux 7 (Core), with Linux 3.10.0-229.el7.x86_64' --class rhel fedora
--class gnu-linux --class gnu --class os --unrestricted $menuentry_id_option
'gnulinux-3.10.0-229.el7.x86_64-advanced-299bdc5b-de6d-486a-a0d2-375402aaab27' {
load_video
set gfxpayload=keep
insmod gzio
insmod part_gpt
insmod xfs
set root='hd0,gpt2'
if [ x$feature_platform_search_hint = xy ]; then
search --no-floppy --fs-uuid --set=root --hint='hd0,gpt2' 94ac5f77-cb8a-495e-a65b-...
else
search --no-floppy --fs-uuid --set=root 94ac5f77-cb8a-495e-a65b-2ef7442b837c
fi
}

END /etc/grub.d/10_linux

.....(中間省略).....

BEGIN /etc/grub.d/30_os-prober

END /etc/grub.d/30_os-prober

BEGIN /etc/grub.d/40_custom

END /etc/grub.d/40_custom

.....(底下省略).....

主配置文件的设置比较复杂, grub官方是不推荐直接修改这个文件的. 修改配置的主要方式是修改几个特定的配置文件后, 使用`grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg`这个command来配置.
`menuentry`当中比较重要的几个部分:
- `set root='hd0,gpt2'`:
  这个root是指grub2配置文件所在的装置. 以我們的測試機來說，當初安裝的時候分割出` /` 與 `/boot` 兩個裝置唷，而 `grub2` 是在 /boot/grub2 這個位置上， 而這個位置的磁碟檔名為 `/dev/vda2` ，因此完整的 grub2 磁碟名稱就是 `(hd0,2)` 囉！因為我們的系統用的是 GTP 的磁碟分割格式， 因此全名就是『 hd0,gpt2 』
- `linux16 /vmlinuz-... root=/dev/mapper/centos-root ...`:
  - 如果沒有 `/boot` 分割，僅有`/` 分割：
 `/boot/vmlinuz-xxx --> (/)/boot/vmlinuz-xxx --> (hd0,msdos1)/boot/vmlinuz-xxx`
  - 如果 `/boot` 是獨立分割，則檔名的變化會是這樣：
 `/boot/vmlinuz-xxx --> (/boot)/vmlinuz-xxx --> (hd0,msdos1)/vmlinuz-xxx`
- `initrd16 /initramfs-3.10...`:
  `initramfs`所在档名, 路径搜索方式同上.