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Linux之grub的运行机制及grub修复

2024-06-28 16:05:06
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来源:转载
供稿:网友
理论区:GNU GRUB(GRand Unified Bootloader简称“GRUB”)是一个来自GNU项目的多操作系统启动程序。GRUB是多启动规范的实现,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。位于磁盘的0磁头(盘面),0磁道,1扇区位置,该位置共计有512Byte,至于前446个字节是grub。目前,grub现有两个版本,0.x系列被称为是grub1,也被称为grub legacy,CentOS5以及CentOS6上用的是0.x系列;1.x系列被称为是grub2,用于CentOS7;目前CentOS6依旧是企业及的主流版本,所以这里我们主要讨论Grub1的工作机制。Grub的主要功能便是提供选择菜单,加载内核以及转移控制权,但是我们都知道,mbr中仅有446字节共mbr供其使用,想要实现诸多强大的功能这么小的空间是不可能的,所以,grub在CentOS上主要分为三个步骤,stage1,stage1.5和stage2,突破了传统446字节的限制。☆Stage1的作用是启动安装在MBR中的bootloader主程序,其作用便是指向stage2,引导stage2运行;☆Stage1.5作用为让grub程序能够识别grub2所在的分区。或许你也已经发现,在/boot/grub目录下有诸多以stage1_5结尾的文件,表示各种文件系统所对应的stage1_5,和stage1文件一样,能够让grub识别stage2所在分区的文件不是这些,而是在系统安装时,早已确定了stage2所在目录的文件系统格式,并将与之对应的以stage1_5结尾的文件安装至MBR之后的62个扇区内。☆Stage2   作用:a、提供菜单、并提供交互式接口;b、加载用户选择的内核或操作系统,并允许传递参数给内核;3、提供菜单保护机制,这三项功能在后续的实验中将得以体现。首先,我们看一下grub的配置文件,其位于/boot/grub/grub.conf,或/etc/grub.conf链接文件:
1234567891011[iyunv@www ~]#cat /boot/grub/grub.conf# 注释信息省略default=0   #设定默认引导的内核项,以title排序,第一个title为第0项,第二个title为第1项,以此类推;timeout=5      #表示5秒内若不动键盘,grub将引导默认内核项splashimage=(hd0,0)/grub/splash.xpm.gz#菜单背景图片路径hiddenmenu  #表示隐藏grub菜单,要求用户操作键盘才显示菜单,若省略此项表示开启title CentOS 6 (2.6.32-504.el6.x86_64)  #内核菜单标题       root (hd0,0)  ##内核所在分区,特别注意,此处不是表示根分区的意思       kernel /vmlinuz-2.6.32-504.el6.x86_64 roroot=/dev/mapper/vg0-root rd_NO_LUKS rd_NO_DM.UTF-8rd_LVM_LV=vg0/swap rd_NO_MD SYSFONT=latarcyrheb-sun16 crashkernel=auto rd_LVM_LV=vg0/root  KEYBOARDTYPE=pc KEYTABLE=us rhgbcrashkernel=auto quiet rhgb quiet        ##内核名称及传递给内核的参数       initrd/initramfs-2.6.32-504.el6.x86_64.img    #ramdisk名称,版本号及发行版本号必须与内核一致
##特别注意的是,这里的root是Kernel所在的分区,并且分区标识和开机后的硬盘及分区标识不一样,对于grub而言,没有硬盘接口类型之分,对其来讲,一切硬盘全部是以hd标识,而第一个0标识第一块硬盘,第二个0表示第一个分区编号。如果kernel在第二块硬盘上的第3个分区上,则表示为(hd1,2),小括号也不可省略!实验区:A进入单用户模式的操作:接下来我们看下开机时grub的显示菜单: 开机默认显示这个界面,默认5秒内按下键盘任意键,便会出现如下界面: 上图所示可知,grub配置文件中的title便是在这里显示的白色区域标题,根据方框下部的提示可知,e键可编辑此内容,c键可进入交互式模式,a键可添加参数传递给内核,b键启动,我们按e键看看效果: 此时,我们选中kernel项,并在此按e键,便可编辑内核添加参数传递给内核,如果我们的root密码忘记了,或者是系统异常无法进入系统,此处我们可以编辑内核,在内核尾部添加1或者是s或者是single进入单用户模式,如下: 而后按回车键,接着按b键,便可进入单用户模式        上面我们提到过,grub提供了菜单加密功能,为了演示效果,我编辑一下grub.conf文件,添加一个title,并添加密码项:       若想给菜单添加密码,需要使用passWord关键字,可以对编辑加密,也可以对指定内核启动加密,加密可以是明文,但是安全起见,密文密码比较好,并且grub也提供了密码生成工具,具体配置如下图:
1234[iyunv@www ~]#grub-md5-crypt   ##交互式MD5密码生成器Password:    ##在此输入你想加密的密码Retype password:     ##重复输入密码$1$BjkaP$JgcdSQ8V.ZMeM.VXpTFb9/  #将此处生成的字符串粘贴到password后面即可
 现在我们重启进入grub菜单: 提示需要按p键输入密码才能继续往后的设置,并且,新添加的标题也成功显示了。我们键入p键: 输入密码后,便可以对选中的内核进行编辑了。由于我们给下面的标题添加了password项,表示启动该内核,也需要输入相应的密码,选中test-title回车出现如下所示: 只有输入密码才能启动该内核。grub修复第一种场景:磁盘无grub,通过其他方式启动的系统,或正常启动后不小心损坏了系统磁盘的mbr中的前446字节:第一种方法:
123456789101112131415[iyunv@www ~]# dd if=/dev/zero of=/dev/sdabs=200 count=1     ##我将磁盘开头的200byte用0全部覆盖,即当前我的bootloader已被破坏1+0 records in1+0 records out200 bytes (200 B) copied, 0.00829572 s,24.1 kB/s此时,在不重启系统的情况下,对grub进行修复[iyunv@www ~]# grub-install--root-directory=/ /dev/sda##这里的—root-directory=/表示可以在磁盘上找到/boot目录的位置Installation finished. No error reported.This is the contents of the device map//boot/grub/device.map.Check if this is correct or not. If any ofthe lines is incorrect,fix it and re-run the script`grub-install'.  # this device map was generated by anaconda(hd0)    /dev/sda
修复成功。重启后,便可以正常引导开机。第二种方法:进入grub模式进行修复前提:/boot目录得实现存在,并且stage文件都完好
12345678910111213141516171819202122[iyunv@www ~]# grub    ##进入grub交互式界面PRobing devices to guess BIOS drives. Thismay take a long time.       GNU GRUB  version 0.97  (640K lower / 3072K upper memory)  [Minimal BASH-like line editing is supported. For the first word, TAB  lists possible command completions. Anywhere else TAB lists the possible  completions of a device/filename.]grub> root (hd0,0)  root (hd0,0)      ##指定boot分区所在位置,和grub.conf中的意义一样Filesystem type is ext2fs, partition type 0x83grub> setup (hd0)       ##指明将grub安装到那块磁盘上setup (hd0)Checking if "/boot/grub/stage1"exists... noChecking if "/grub/stage1" exists...yesCheckingif "/grub/stage2" exists... yesChecking if "/grub/e2fs_stage1_5"exists... yesRunning "embed /grub/e2fs_stage1_5(hd0)"...  27 sectors are embedded.succeededRunning "install /grub/stage1 (hd0)(hd0)1+27 p (hd0,0)/grub/stage2 /grub/grub.conf"... succeededDone.
修复成功,重启便可正常引导开机。若grub损坏,没有进行修复,便重启了,便会发生如下悲剧,无法开机: 此时,需进入linux的紧急救援模式,使用U盘镜像或光盘镜像引导开机: 物理机可忽略上一步操作;接下来,设置BIOS开机启动顺序,使用将光盘启动调整到靠前位置,若usb镜像,需将usb调至靠前:虚拟机开机按F2: 按F10保存并重启主机:进入如下界面 或者进入上述界面,按Esc键,进入命令行模式输入:linux rescue并回车 然后一路ok,直到询问是否开启网络服务,若你修复的时候需要网络功能,便选择开启,只单纯修复grub便可不开启: 接下来: 引导程序会检索磁盘是否有安装过的系统分区,并挂载到/mnt/sysimage目录下,选择continue, 系统已被找到,并挂载成功,ok继续; 选择启动shell:  进入grub命令行,便可修复。此时,将光盘移除,重启便可正常引导系统。第二种情形:开机时,只显示grub> ,并无法正常引导开机: 此种情况为grub配置文件丢失,需手动引导开机后重建grub配置文件。操作如下: 使用find命令,搜索第一块磁盘第一个分区是否有内核文件,find (hd0,0)/vm按Tab键,如果自动补全表示内核在第一块磁盘的第一个分区上,接着进行如下操作 之后,便可正常开机,进入系统后重建grub配置文件便可。
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