Linux啟動(dòng)引導(dǎo)程序GRUB加載內(nèi)核的流程

2024-08-27 23:56:12

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供稿：網(wǎng)友

　　在剛剛的啟動(dòng)過(guò)程中，我們已經(jīng)知道啟動(dòng)引導(dǎo)程序（Boot Loader，也就是 GRUB）會(huì)在啟動(dòng)過(guò)程中加載內(nèi)核，之后內(nèi)核才能取代 BIOS 接管啟動(dòng)過(guò)程。如果沒(méi)有啟動(dòng)引導(dǎo)程，那么內(nèi)核是不能被加載的。

　　本節(jié)，我們就來(lái)看看啟動(dòng)引導(dǎo)程序加載內(nèi)核的過(guò)程，當(dāng)然 initramfs 這個(gè)虛擬文件系統(tǒng)也是要靠啟動(dòng)引導(dǎo)程序調(diào)用的。在 CentOS 6.x 中，啟動(dòng)引導(dǎo)程序默認(rèn)是 GRUB，GRUB 是現(xiàn)在最為流行的啟動(dòng)引導(dǎo)程序，我們也用 GRUB 來(lái)說(shuō)明啟動(dòng)引導(dǎo)程序的作用。

　　早期的 LILO 引導(dǎo)程序已經(jīng)不是很常見(jiàn)了，GRUB 相比來(lái)講有很多優(yōu)勢(shì)，主要有：

　　支持更多的文件系統(tǒng)。

　　GRUB 的主程序可以直接在文件系統(tǒng)中查找內(nèi)核文件。

　　在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，可以利用 GRUB 的交互界面編輯和修改啟動(dòng)選項(xiàng)。

　　可以動(dòng)態(tài)修改 GRUB 的配置文件，這樣在修改配置文件之后不需要重新安裝 GRUB，而只需重新啟動(dòng)就可以生效。

　　GRUB加載內(nèi)核的過(guò)程

　　Stage 1：執(zhí)行GRUB主程序

　　第一階段是用來(lái)執(zhí)行 GRUB 主程序的，這個(gè)主程序必須放在啟動(dòng)區(qū)中（也就是 MBR 或者引導(dǎo)扇區(qū)中）。但是 MBR 太小了，所以只能安裝 GRUB 的最小的主程序，而不能安裝 GRUB 的相關(guān)配置文件。這個(gè)主程序主要是用來(lái)啟動(dòng) Stage 1.5 和 Stage 2 的。

　　Stage 1.5：識(shí)別不同的文件系統(tǒng)

　　Stage 2 比較大，只能放在文件系統(tǒng)中（分區(qū)），但是 Stage 1 不能識(shí)別不同的文件系統(tǒng)，所以不能直接加載 Stage 2。這時(shí)需要先加載 Stage 1.5，由 Stage 1.5 來(lái)加載不同文件系統(tǒng)中的 Stage 2。

　　還有一個(gè)問(wèn)題，難道 Stage 1.5 不是放在文件系統(tǒng)中的嗎？如果是，那么 Stage 1 同樣不能找到 Stage 1.5。其實(shí)，Stage 1.5 還真沒(méi)有放在文件系統(tǒng)中，而是在安裝 GRUB 時(shí)，直接安裝到緊跟 MBR 之后的 32KB 的空間中，這段硬盤(pán)空間是空白無(wú)用的，而且是沒(méi)有文件系統(tǒng)的，所以 Stage 1 可以直接讀取 Stage 1.5。讀取了 Stage 1.5 就能識(shí)別不同的文件系統(tǒng)，才能加載 Stage 2。

　　Stage 2：加載GRUB的配置文件

　　Stage 2 階段主要就是加載 GRUB 的配置文件 /boot/grub/grub.conf，然后根據(jù)配置文件中的定義，加載內(nèi)核和虛擬文件系統(tǒng)。接下來(lái)內(nèi)核就可以接管啟動(dòng)過(guò)程，繼續(xù)自檢與加載硬件模塊了。

GRUB 的作用有以下幾個(gè)：

　　加載操作系統(tǒng)的內(nèi)核；

　　擁有一個(gè)可以讓用戶(hù)選擇的的菜單，來(lái)選擇到底啟動(dòng)哪個(gè)系統(tǒng)；

　　可以調(diào)用其他的啟動(dòng)引導(dǎo)程序，來(lái)實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)引導(dǎo)。

　　按照啟動(dòng)流程，BIOS 在自檢完成后，會(huì)到第一個(gè)啟動(dòng)設(shè)備的 MBR 中讀取 GRUB。在 MBR 中用來(lái)放置啟動(dòng)引導(dǎo)程序的空間只有 446 Byte，那么 GRUB 可以放到這里嗎？答案是空間不夠，GRUB 的功能非常強(qiáng)大，MBRM 空間是不夠使用的。那么 Linux 的解決辦法是把 GRUB 的程序分成了三個(gè)階段來(lái)執(zhí)行。

（編輯：武林網(wǎng)）

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