Linux啟動引導程序（GRUB）加載內核的過程

2024-08-27 23:56:29

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供稿：網友

在剛剛的啟動過程中，我們已經知道啟動引導程序（Boot Loader，也就是 GRUB）會在啟動過程中加載內核，之后內核才能取代 BIOS 接管啟動過程。如果沒有啟動引導程，那么內核是不能被加載的。

本節(jié)，我們就來看看啟動引導程序加載內核的過程，當然 initramfs 這個虛擬文件系統也是要靠啟動引導程序調用的。在 CentOS 6.x 中，啟動引導程序默認是 GRUB，GRUB 是現在最為流行的啟動引導程序，我們也用 GRUB 來說明啟動引導程序的作用。

早期的 LILO 引導程序已經不是很常見了，GRUB 相比來講有很多優(yōu)勢，主要有：

支持更多的文件系統。
GRUB 的主程序可以直接在文件系統中查找內核文件。
在系統啟動時，可以利用 GRUB 的交互界面編輯和修改啟動選項。
可以動態(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，而只需重新啟動就可以生效。

GRUB加載內核的過程

GRUB 的作用有以下幾個：

加載操作系統的內核；
擁有一個可以讓用戶選擇的的菜單，來選擇到底啟動哪個系統；
可以調用其他的啟動引導程序，來實現多系統引導。

按照啟動流程，BIOS 在自檢完成后，會到第一個啟動設備的 MBR 中讀取 GRUB。在 MBR 中用來放置啟動引導程序的空間只有 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 的程序分成了三個階段來執(zhí)行。

Stage 1：執(zhí)行GRUB主程序

第一階段是用來執(zhí)行 GRUB 主程序的，這個主程序必須放在啟動區(qū)中（也就是 MBR 或者引導扇區(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 的相關配置文件。這個主程序主要是用來啟動 Stage 1.5 和 Stage 2 的。

Stage 1.5：識別不同的文件系統

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

還有一個問題，難道 Stage 1.5 不是放在文件系統中的嗎？如果是，那么 Stage 1 同樣不能找到 Stage 1.5。其實，Stage 1.5 還真沒有放在文件系統中，而是在安裝 GRUB 時，直接安裝到緊跟 MBR 之后的 32KB 的空間中，這段硬盤空間是空白無用的，而且是沒有文件系統的，所以 Stage 1 可以直接讀取 Stage 1.5。讀取了 Stage 1.5 就能識別不同的文件系統，才能加載 Stage 2。