概念

BIOS、UEFI、MBR、GPT、GRUB 到底是什么意思？

2.1 BIOS

BIOS（Basic Input Output System），直译成中文名称就是” 基本输入输出系统“。它是一组固化到主板中一个ROM芯片上的程序，它可以从CMOS中读写系统设置的具体信息。此程序保存着计算机最重要的基本输入输出程序、开机后的自检程序和系统自启动程序。

简单来说，BIOS是一个控制电脑中所有输入输出的程序，它可以对主板上的键盘、鼠标、外部接口、频率、电源、磁盘驱动器等方面进行参数控制和调整。

2.2 UEFI

UEFI（Unified Extensible Firmware Interface）则是取代传统BIOS的，相比传统BIOS来说，它更易实现，容错和纠错特性也更强。

传统BIOS主要支持MBR引导，UEFI则是取代传统BIOS，它加入了对新硬件的支持，其中就有支持2TB以上硬盘。

2.3 MBR与GPT

全新硬盘在使用之前必须进行分区格式化，硬盘分区初始化的格式主要有两种，分别为 MBR格式和 GPT格式。

2.3.1 MBR

MBR是传统的分区表类型，当一台电脑启动时，它会先启动主板上的BIOS系统，BIOS再从硬盘上读取MBR主引导记录，硬盘上的MBR运行后，就会启动操作系统，但最大的缺点则是不支持容量大于2T的硬盘。

如下图，查询磁盘分区类似为：MBR

查询方法如下，感兴趣的同学可以查询下自己电脑的磁盘分区类型。

1、win+R，输入diskmgmt.msc，回车，打开磁盘管理器。2、在磁盘上点右键，选属性。3、在卷这一页，可以看到是GTP还是MBR。

2.3.2 GPT

而GPT是另一种更先进的磁盘系统分区方式，它的出现弥补了MBR这个缺点，最大支持 18EB的硬盘，是基于 UEFI使用的磁盘分区架构。

目前所有Windows系统均支持 MBR，而 GPT只有 64位系统才能支持。 BIOS只支持MBR引导系统，而GPT仅可用UEFI引导系统。正因为这样，现在主板大多采用BIOS集成UEFI，或UEFI集成BIOS，以此达到同时兼容MBR和GPT引导系统的目的。

2.3.3 总结

  • BIOS+MBR：
    这是最传统的，系统都会支持；唯一的缺点就是不支持容量大于2T的硬盘。
  • BIOS+GPT：
    BIOS是可以使用GPT分区表的硬盘来作为数据盘的，但不能引导系统；若电脑同时带有容量小于2T的硬盘和容量大于2T的硬盘，小于2T的可以用MBR分区表安装系统，而大于2T的可以使用GPT分区表来存放资料。但系统须使用64位系统。
  • UEFI+MBR：
    可以把UEFI设置成Legacy模式（传统模式）让其支持传统MBR启动，效果同BIOS+MBR；也可以建立FAT分区，放置UEFI启动文件来，可应用在U盘和移动硬盘上实现双模式启动。
  • UEFI+GPT：
    如果要把大于2T的硬盘作为系统盘来安装系统的话，就必须UEFI+GPT。而且系统须使用64位系统，否则无法引导。但系统又不是传统在PE下安装后就能直接使用的，引导还得经过处理才行。

2.4 GRUB

GRUB（GRand unified bootloader）,多操作系统启动程序。它允许用户可以在计算机内同时拥有多个操作系统，并在计算机启动时选择希望运行的操作系统。

GRUB可用于选择操作系统分区上的不同内核，也可用于向这些内核传递启动参数。它是一个多重操作系统启动管理器，用来引导不同系统，如Windows、Linux。Linux常见的引导程序包括LILO、GRUB、GRUB2。如下图所示为GRUB加载引导流程。

Centos 7 默认使用GRUB2引导系统启动,GRUB2 是基于 GRUB 开发成更加安全强大的多系统引导程序， 最新Linux发行版都是使用GRUB2作为引导程序。同时GRUB2采用了模块化设计，使得GRUB2核心更加精炼，使用更加灵活，同时也就不需要像GRUB分为 stage 1、stage 1.5、stage 2三个阶段。

GRUB2和GRUB Legacy区别

  • 目前 GRUB 分成 GRUB legacy 和 GRUB 2。版本号是 0.9x 以及之前的版本都称为 GRUB Legacy ，从 1.x 开始的就称为 GRUB 2，目前没有特别说明GRUB版本一般是指GRUB 2，查看GRUB版本方法为grub-install --version

  • GRUB 2 是源自于一个名为 PUPA 的项目，目的是建立下一代的 boot loader

  • GRUB 2 几乎是从零开始开始开发的，它和 GRUB Legacy 不同的地方有很多，例如支持 scripts、国际化语言、动态加载模块、带有 resuce 模式等等，这些都是 GRUB Legacy 所没有的.

  • 虽然GRUB 2是重写的GRUB ，但是他借鉴了grub的一些特征，grub2改进如下：

    1. 引导配置文件采用新名字grub.cfg，新的语法，加入许多新的命令
    2. grub.cfg 是用grub-mkconfig自动产生的，由update-grub维护，在执行update-grub之前修改的配置都不会 生效，这样可以容易的应对内核升级这样情况。
    3. grub2中的分区号不再是以0开始，而是以1开始。
    4. 配置文件是不可写的，而是修改文件后用命令自动更新
    5. grub2有更可靠的方法在磁盘上有多系统时发现文件和目标内核，可以用命令发现系统设备号或者UUID。
    6. 更多的文件系统支持，如ext4 hfs ntfs
    7. grub2可以直接从lvm和raid读取文件
    8. 在grub中的stage1 stage1.5 stage2已经被取消
    9. grub2引入很多设备模块，允许core镜像更小
    10. 支持脚本，包括简单的语法
    11. 在启动时没有选择菜单的话，按住shift即可强制显示菜单
    12. 可以使用grub-install -v来查看系统的grub版本

进入GRUB命令行

以下图片是Linux下的GRUB引导界面示例：

按下e见可以编辑所选菜单对应的grub菜单配置项，按下c键可以进入grub命令行交互模式。

grub>

ls 列出磁盘分区信息

(hd0),(hd1,msdos1),(hd1,msdos2),(hd1,msdos3)

这里看到只有一个磁盘 hd0

查看包含有

ls (hd1,msdos1)/boot/grub

假定我们在 msdos1这个分区下发现了grub.cfg文件，则表明Linux安装在这个分区

注意grub.cfg 文件不一定在 /boot/grub 这个路径下

加载grub.cfg并且GRUB引导启动Linux

configfile (hd0,msdos1)/boot/grub/grub.cfg

命令

设置GRUB引导系统的根文件系统位置

set root=(hd0,msdos1)

查看下当前的根文件

ls /

指定GRUB程序文件所在的位置

set prefix=(hd0,msdos1)/boot/grub

GRUB工具命令

命令

说明

grub-install

生成 Grub 的配置文件（通常是 /boot/grub/grub.cfg），根据系统中已安装的操作系统和内核生成引导菜单。它会扫描系统中的可引导文件并生成菜单项。

grub-mkconfig

生成 Grub 的配置文件（通常是 /boot/grub/grub.cfg），根据系统中已安装的操作系统和内核生成引导菜单。它会扫描系统中的可引导文件并生成菜单项。

grub-editenv

用于编辑 Grub 的环境变量。这些环境变量包括默认启动项、引导选项和其他配置参数。

grub-mkrelpath

生成相对路径，特别是在配置多重引导时使用。它可用于生成可用于配置文件中的相对路径

grub-mkimage

生成 Grub 的镜像文件。镜像文件是包含 Grub 模块和配置文件的单个文件，可用于在无法直接访问文件系统的情况下引导系统。

grub-reboot

设置下一次引导时要使用的默认引导项。使用该命令，您可以设置系统下一次启动时自动选择的引导项。

grub-set-default

设置默认的引导项。它允许您将特定的引导项设置为默认选项，以便在引导时自动选择该项。

grub-probe

用于探测系统中的设备和文件系统。它可以识别硬盘、分区和文件系统类型。

update-grub

用于更新 Grub 的配置文件并重新生成引导菜单。它会扫描系统中已安装的操作系统和内核，并根据配置文件的规则重新生成 Grub 的引导菜单

 重新生成GRUB配置文件 grub.cfg

你可以使用 grub2-mkconfig 命令重新生成配置文件

grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg

GRUB2配置

1.主要配置文件

  • /boot/grub/grub.cfg -即使是root也不要编辑它，它在每次update-grub后自动生成
  • /etc/default/grub - 改变引导菜单外观的主要配置文件
  • /etc/grub.d/ - 各种用于生成grub.cfg的脚本文件，每次update-grub时会执行里面的文件

2. 通过/etc/default/grub文件生成grub.cfg

grub-mkconfig是根据/etc/default/grub文件来创建配置文件的。该文件中定义的是grub的全局宏，修改内置的宏可以快速生成grub配置文件。实际上在/etc/grub.d/目录下还有一些grub配置脚本，这些shell脚本读取一些脚本配置文件(如/etc/default/grub)，根据指定的逻辑生成grub配置文件。

在/etc/default/grub中，使用”key=vaule”的格式，key全部为大小字母，如果vaule部分包含了空格或其他特殊字符，则需要使用引号包围；完全没有必要直接改/boot/grub/grub.cfg或者/etc/grub.d/下的文件

更多关于GRUB可以参考这个官方文档  **https://help.ubuntu.com/community/Grub2**

以下是常见的GRUB配置全局宏：

# If you change this file, run 'update-grub' afterwards to update GRUB_DEFAULT=0#设置默认启动项，按menuentry顺序如果要默认从第四个菜单项启动，数字改为3，若改为 saved，则默认为上次启动项 GRUB_TIMEOUT="10"#设置进入默认启动项的等候时间，默认值10秒，按自己需要修改，单位为秒改改为零和负值为无限等待操作 GRUB_DISTRIBUTOR=`lsb_release -i -s 2> /dev/null || echo Debian` #获得发行版名称（比如Ubuntu, Debian，也可以自定义为其他名称) GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="quiet splash"#选择启动的环境，“quiet splash”为图像界面，“text”为文本界面 #GRUB_CMDLINE_LINUX="noresume" #手动添加内核启动参数，比如 acpi=off noapic 等可在这里添加# Uncomment to disable graphical terminal (grub-pc only) #GRUB_TERMINAL=console#设置是否使用图形介面。前面有#注释（使用图形界面），前面没有#注释（仅使用控制台终端，不使用图形介面) ) # The resolution used on graphical terminal# note that you can use only modes which your graphic card supports via VBE# you can see them in real GRUB with the command `vbeinfo'#GRUB_GFXMODE=640x480#设定图形介面分辨率，如不使用默认。把前面#去掉，把分辨率改为800x600或1024x768 # Uncomment if you don't want GRUB to pass "root=UUID=xxx" parameter to Linux#GRUB_DISABLE_LINUX_UUID=true#取消注释以阻止GRUB将传递参数 "root=UUID=xxx" 传递给 Linux内核 # Uncomment to disable generation of recovery mode menu entrys#GRUB_DISABLE_LINUX_RECOVERY="true"#定是否创建修复模式菜单项，前面有#注释（建立修复模式）.前面没有#注释（不建立修复模式 # Uncomment to get a beep at grub start#GRUB_INIT_TUNE="480 440 1" #当GRUB菜单出现时发出鸣音提醒，户无法看到屏幕特别有用,默认关闭

定制GRUB的步骤

  1. 修改/etc/default/grub文件（Ubuntu16等系统修改该配置文件）

  2. vim /etc/default/grub
    增加或者修改已有GRUB参数设置，例如 GRUB_TIMEOUT=”10”
    保存退出

  3. 执行命令sudo update-grub, 更新/boot/grub/grub.cfg文件中，然后生效

问题：

[root@localhost ~]# update-grubbash: update-grub: command not found...

发现命令不存在

[root@localhost ~]# whereis grubgrub: /usr/lib/grub /etc/grub.d /etc/grub2.cfg /usr/share/grub

发现grub已经安装

在某些 Linux 发行版中，update-grub 命令可能不存在。相反，可以使用 grub-mkconfig 命令来更新 GRUB 配置文件。

以下是更新 GRUB 配置文件的步骤：

grub-mkconfig -o /boot/grub/grub.cfg

如果使用 grub2 则使用

grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg

该命令将扫描系统中的安装操作系统，并生成新的配置文件 /boot/grub/grub.cfg。

更新完成后，你可以重启系统以使更改生效。