GRUB (简体中文) - ArchWiki

# GRUB (简体中文)

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翻译状态： 本文是英文页面 GRUB 的翻译，最后翻译时间：2017-10-16，点击这里可以查看翻译后英文页面的改动。

相关文章

- Arch boot process
- Boot loaders
- Master Boot Record
- GUID Partition Table
- Unified Extensible Firmware Interface
- GRUB Legacy
- GRUB/EFI examples
- GRUB/Tips and tricks
- Multiboot USB drive

GRUB, 是下一代 GRand Unified Bootloader, 请不要和 GRUB Legacy混淆了。它来自下一代 GRUB 研究项目 PUPA，代码全部重写，实现了模块化和增强了移植性。[1].

## 前言

简单的说,Boot Loader是电脑启动时运行的第一个程序,它负责装载内核并将控制权转交。内核再初始化操作系统的其它部分。官方所称的 GRUB 是软件的第二版,即 GRUB2,请参考[2].

GRUB 不支持F2FS格式的根目录,所以你需要为`/boot`分区单独设置一个支持的文件系统.

## BIOS 系统

### GUID分区表(GPT)特殊操作

BIOS/GPT配置中，必须使用 BIOS 启动分区。GRUB将`core.img`嵌入到这个分区。

Note:

- 在尝试分区之前请记住不是所有的系统都支持这种分区方案, 请参阅 GUID 分区表.
- 此额外分区只在GRUB, BIOS/GPT分区方式中使用. 对于 GRUB, BIOS/MBR 分区方式, GRUB会把`core.img`放到 MBR 后面的间隙中去. 而 GPT 下不使用这个间隙是因为 GPT 分区需要满足 1M/2048 扇区的磁盘边界规范.
- UEFI 系统也不需要这额外分区, 因为它不需要嵌入启动扇区.UEFI 系统需要有 ESP 分区。

安装 GRUB 前，在一个没有文件系统的磁盘上，用 `fdisk` 或 `gdisk` 创建一个 `+1M` 分区，设置为 `BIOS boot` 类型，在 `fdisk` 中的类型号是 `4`, 在 `gdisk` 中的类型是 `ef02`，在 `parted` 中是 `bios_grub`。此分区可以在磁盘前 2TB 的任何位置。分区建立好后，按下面的命令安装启动管理器。

GPT 后面的空间也可以用作 BIOS 启动分区，但是这会违反 GPT 对齐规范。因为这个分区不会经常访问，所以性能的影响很小。只不过有些分区工具会发出警告。在 `fdisk` 或 `gdisk` 中创建一个新分区，从 34 扇区开始，一直到 2047，然后设置类型。为了让其它分区对齐，可以最后再创建此分区。

### 主引导记录(MBR)特殊操作

一般来说,如果使用兼容 DOS 的分区对齐模式, MBR 512 byte 结束位置和第一个分区之间都有 31KB 的空闲空间。不过,为了提供足够的空间嵌入GRUB的`core.img`文件,建议将这个空间设置为 1 到 2 Mib(FS#24103). 建议使用支持 1 MiB分区对齐的分区软件来分区, 因为这样也能满足非512B扇区磁盘分区的需求.

### 安装

安装 软件包 grub. 如果之前安装过 grub-legacyAUR，安装完成后它会代替grub-legacyAUR.

    # grub-install --target=i386-pc /dev/sdx

Note:

- `--target=i386-pc`指示`grub-install`是为使用BIOS的系统安装. 推荐一直标明这点以防混淆.
- `/dev/sdx` 是已经完成分区的磁盘，grub 将安装到它上面。

命令会

- 将`grub`安装到 MBR 的启动代码区域
- 填充`/boot/grub`文件夹
- 生成`/boot/grub/i386-pc/core.img`
- 如果是 MBR 分区的磁盘，将其嵌入 MBR 后面的 31KB 空间
- 如果是 GPT 分区的磁盘，将其嵌入 BIOS 启动分区中

然后必须生成主配置文件。

Tip: GRUB/Tips and tricks#Alternative installation methods 包含了其它 GRUB 安装方式，比如安装到优盘。

详情请参考 grub-install(8) 和 [3]。

如果 `/boot` 使用 LVM,可以将 GRUB 安装在多个物理磁盘上.

## UEFI 系统

注意:

- 建议阅读并理解UEFI, GPT and UEFI Bootloaders
- 使用UEFI安装时，重要的是从开始安装时您的机器就在 UEFI 模式。Arch Linux的安装介质必须是UEFI启动。

### 检查你是否使用GPT且有ESP分区

要使用 EFI 在某个磁盘上进行启动,就需要使用EFI系统分区(ESP). GPT 倒不是必须的,不过我们还是高度建议使用 GPT,并且这也是本文当前唯一支持的方法.如果你在一个支持 EFI,并且已经有操作系统(Win8/Win10)的电脑上安装 Arch,系统上已经有了ESP.可以通过`parted`来列出启动磁盘上的分区表以检查其是否支持GPT和ESP(假设这个启动磁盘是/dev/sda)

    # parted /dev/sda print

如果使用 GPT,那么会出现"分区表:GPT".如果使用 EFI,那么会有一个文件系统为vfat的小分区(一般小于512MiB)并且被标志为启动分区.在这个小分区上,应该有一个名为EFI的文件夹.如果这些条件都满足,那么这就是ESP了.注意分区序号,因为之后安装 GRUB 时你需要先挂载这个分区。请将下文中的 `esp` 替换为对应的分区号。

如果还没有ESP,请参考 EFI System Partition 进行创建。

### 安装

注意: 众所周知,不同硬件厂商的 UEFI 实现方式也不一样.我们鼓励用户将其配置过程中遇到的问题及其细节分享出来.为了保证GRUB页面的简洁,请参考GRUB/EFI examples (简体中文)。

本节假设您正在 x86_64 上安装 GRUB 系统(x86_64-EFI）。对于 i686 系统，将 `x86_64-efi` 替换为 `i386-efi`。

请确保您在 bash shell 中。

安装 软件包 grub 和 efibootmgr。"GRUB"是引导程序， efibootmgr 创建 GRUB 安装脚本使用的 `.efi` 启动项。

接下来的步骤安装 GRUB UEFI 程序到 `esp/EFI/grub`中, 安装其模块到`/boot/grub/x86_64-efi`, 然后将可以启动的 `grubx64.efi` 到 `esp/EFI/grub`.

首先，告诉 GRUB 使用 UEFI，设置启动目录，并设置引导程序ID。挂载 ESP 分区，例如挂载到 `/boot` 或 `/boot/efi`。将下面命令中的 `esp_mount` 修改为挂载点(通常为 `/boot`)

    # grub-install --target=x86_64-efi --efi-directory=esp_mount --bootloader-id=grub

`--bootloader-id` 是启动项中用来识别 GRUB EFI 的标记，请用容易判断的信息。安装程序会在 `esp/EFI/` 的相同目录创建相同名称的目录用来存放 EFI 二进制启动加载器。

上述安装完成后 GRUB 的主目录将位于 `/boot/grub/`。

请记得阅读 #生成主配置文件 和 #配置.

注意:

- 一些发行版要求必须有 `/boot/efi`或`/boot/EFI`目录，但 Arch 没有这样的要求。
- `--efi-directory` 和 `--bootloader-id`是 GRUB UEFI 特有的. `--efi-directory` 指定了 ESP 分区的挂载点，替代了已经废弃的 `--root-directory`
- 您可能注意到在 `grub-install` 命令中没有一个<device_path>选项(例如: `/dev/sda`)。事实上即使提供了 <device_path>,也会被 GRUB 安装脚本忽略，因为 UEFI 启动加载器不使用 MBR 或启动扇区。

## 生成主配置文件

安装后,需要生成置文件 `grub.cfg`。配置文件的生成过程受到 `/etc/default/grub` 和 `/etc/grub.d/` 下脚本的影响。

如果没有额外配置，自动生成程序会侦测 root 目录。所以请确保系统已经启动或 chroot 进入。

Note: `/etc/default/grub` 或 `/etc/grub.d/` 中的配置文件变更后，需要重新生成 `grub.cfg`。

使用下面命令生成 `grub.cfg`:

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

默认生成脚本自动为 Arch Linux 创建菜单项，其它系统的配置参考配置段落。

安装 软件包 os-prober 并 挂载 包含其它系统的磁盘，grub-mkconfig 会自动搜索已经安装的其它系统并添加到启动菜单。

默认文件路径是`/boot/grub/grub.cfg`, 而不是`/boot/grub/i386-pc/grub.cfg`.grub 软件包提供了示例 `/boot/grub/grub.cfg` 文件，请确保需要的修改都保存在此文件中。

如果是在 chroot 或 systemd-nspawn 容器中执行 grub-mkconfig，可能会报 grub-probe 无法获取 "canonical path of /dev/sdaX" 错误，请尝试使用 arch-chroot。参考 BBS post.

## 配置

本部分介绍了 `/etc/default/grub` 文件的配置，更多信息请参考 GRUB/Tips and tricks.

每次修改 `/etc/default/grub` 后，都需要重新#生成主配置文件.

### 额外的参数

在 `/etc/default/grub` 中设置 `GRUB_CMDLINE_LINUX` 和 `GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT` 变量可以向 Linux 镜像传递额外的参数. 生成普通启动项时,这两个参数的值会合并在一起加入, 对于recovery启动项, 则添加 `GRUB_CMDLINE_LINUX` 参数的值.

没有必要两者都使用，如果要系统支持休眠后恢复,可以使用`GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="resume=/dev/sdaX quiet"` (`sdaX`是交换分区).生成 recovery 启动项时,不会加入 resume 和 quiet 参数; 而其他的普通启动项会包含它们.

grub-mkconfig 默认使用根文件系统的 UUID 要禁用此设置，取消 `GRUB_DISABLE_LINUX_UUID=true` 前的注释.

你也可以使用`GRUB_CMDLINE_LINUX="resume=UUID=uuid-of-swap-partition"`

要生成 GRUB recovery启动项,需要在 `/etc/default/grub` 中将 `#GRUB_DISABLE_RECOVERY=true` 注释掉.

更多信息请参考Kernel parameters.

### 多系统启动

#### 使用 /etc/grub.d/40_custom 和 grub-mkconfig 自动生成

添加其他启动项的最好方法是编辑 `/etc/grub.d/40_custom` 或 `/boot/grub/custom.cfg`. 运行`grub-mkconfig`后,这些文件中的启动项会被自动添加到 `/boot/grub/custom.cfg` 中.

更新了这些文件后,运行下面命令更新`grub.cfg`:

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

在UEFI-GPT模式下,运行:

    # grub-mkconfig -o /boot/efi/EFI/GRUB/grub.cfg

一个典型 `/etc/grub.d/40_custom` 示例文件类似于下面。每个 `menuentry` 的结构都应该和下面的类似.请注意 UEFI 分区`/dev/sda2` 被命名为`hd0,gpt2` 和 `ahci0,gpt2`(请参考here获取更多信息)

    /etc/grub.d/40_custom

    #!/bin/sh
    exec tail -n +3 $0
    # This file provides an easy way to add custom menu entries.  Simply type the
    # menu entries you want to add after this comment.  Be careful not to change
    # the 'exec tail' line above.

    menuentry "Microsoft Windows 8.1" {
    	echo "Loading Microsoft Windows 8.1..."
    	insmod part_gpt
    	insmod fat
    	insmod search_fs_uuid
    	insmod chain
    	search --fs-uuid --no-floppy --set=root --hint-bios=hd0,gpt2 --hint-efi=hd0,gpt2 --hint-baremetal=ahci0,gpt2 763A-9CB6
    	chainloader /EFI/Microsoft/Boot/bootmgfw.efi
    }

    menuentry "Microsoft Control Center" {
    	echo "Loading Microsoft Control Center..."
    	insmod part_gpt
    	insmod fat
    	insmod search_fs_uuid
    	insmod chain
    	search --fs-uuid --no-floppy --set=root --hint-bios=hd0,gpt2 --hint-efi=hd0,gpt2 --hint-baremetal=ahci0,gpt2 763A-9CB6
    	chainloader /EFI/HP/boot/bootmgfw.efi
    }

    menuentry "System shutdown" {
    	echo "System shutting down..."
    	halt
    }

    menuentry "System restart" {
    	echo "System rebooting..."
    	reboot
    }

##### GNU/Linux 启动项

假设另一个发行版位于`sda2`:

    menuentry "Other Linux" {
    	set root=(hd0,2)
    	linux /boot/vmlinuz (add other options here as required)
    	initrd /boot/initrd.img (if the other kernel uses/needs one)
    }

或者让 grub 根据 UUID 或 label 查找启动项:

    menuentry "Other Linux" {
            # assuming that UUID is 763A-9CB6
    	search --set=root --fs-uuid 763A-9CB6

            # search by label OTHER_LINUX (make sure that partition label is unambiguous)
            #search --set=root --label OTHER_LINUX

    	linux /boot/vmlinuz (add other options here as required, for example: root=UUID=763A-9CB6)
    	initrd /boot/initrd.img (if the other kernel uses/needs one)
    }

##### FreeBSD 启动项

要求 FreeBSD 安装在单独的 UFS(v2) 分区上,假设在分区表里面 FreeBSD 分区是 `sda4`:

###### 直接加载内核

    menuentry 'FreeBSD' {
    	insmod ufs2
    	set root='hd0,gpt4,bsd1'
    	## or 'hd0,msdos4,bsd1', if using an IBM-PC (MS-DOS) style partition table
    	kfreebsd /boot/kernel/kernel
    	kfreebsd_loadenv /boot/device.hints
    	set kFreeBSD.vfs.root.mountfrom=ufs:/dev/ada0s4a
    	set kFreeBSD.vfs.root.mountfrom.options=rw
    }

###### Chainloading 嵌入的启动项

    menuentry 'FreeBSD' {
    	insmod ufs2
    	set root='hd0,gpt4,bsd1'
    	chainloader +1
    }

###### 运行传统的 BSD 第二阶段 loader

    menuentry 'FreeBSD' {
      insmod ufs2
      set root='(hd0,4)'
      kfreebsd /boot/loader
    }

##### UEFI-GPT 模式下安装的Windows的启动项

Note: 这个启动项仅在 UEFI 模式下才起作用，而且 Windows 和 UEFI 的位数必须相同。如果 Grub 是 BIOS 模式，这个方法无效。想去参考 Dual boot with Windows#Windows UEFI vs BIOS limitations 和 Dual boot with Windows#Bootloader UEFI vs BIOS limitations.

    if [ "${grub_platform}" == "efi" ]; then
    	menuentry "Microsoft Windows Vista/7/8/8.1 UEFI-GPT" {
    		insmod part_gpt
    		insmod fat
    		insmod search_fs_uuid
    		insmod chain
    		search --fs-uuid --set=root $hints_string $fs_uuid
    		chainloader /EFI/Microsoft/Boot/bootmgfw.efi
    	}
    fi

`$hints_string` 和 `$uuid`可以通过以下命令获取。`$uuid`:

    # grub-probe --target=fs_uuid $esp/EFI/Microsoft/Boot/bootmgfw.efi
    1ce5-7f28

`$hints_string`:

    # grub-probe --target=hints_string $esp/EFI/Microsoft/Boot/bootmgfw.efi

    --hint-bios=hd0,gpt1 --hint-efi=hd0,gpt1 --hint-baremetal=ahci0,gpt1

这两个命令都是假设ESP挂载在`$esp`上.当然,Windows的EFI文件路径可能有变,因为这就是Windows....

##### "Shutdown" 启动项

    menuentry "System shutdown" {
    	echo "System shutting down..."
    	halt
    }

##### "Restart" 启动项

    menuentry "System restart" {
    	echo "System rebooting..."
    	reboot
    }

##### 在BIOS-MBR模式下安装的Microsoft Windows

Note: GRUB支持直接从`bootmgr`启动,现在不再需要链式加载分区启动扇区了
Warning: `bootmgr`位于系统分区(system partition),而不是Windows系统所在的分区(比如C盘).在uuid-卷名列表中,系统分区是那个名为`LABEL="SYSTEM RESERVED"` 或 `LABEL="SYSTEM"`的项,而且这个分区一般只有100到200MB大(和Arch的启动分区差不多).请参考Wikipedia:System partition and boot partition

本节假设你的Windows分区是`/dev/sda1`.首先,找到Windows系统分区的UUID(Windows's SYSTEM PARTITION,`bootmgr存放其上`).如果Windows `bootmgr`的位置是`/media/SYSTEM_RESERVED/bootmgr`,对于 Windows Vista/7/8,执行:

    # grub-probe --target=fs_uuid /media/SYSTEM_RESERVED/bootmgr
    69B235F6749E84CE

    # grub-probe --target=hints_string /media/SYSTEM_RESERVED/bootmgr
    --hint-bios=hd0,msdos1 --hint-efi=hd0,msdos1 --hint-baremetal=ahci0,msdos1

Note: 对于Windows XP, 请在上面的命令中用`NTLDR`替代`bootmgr`. 注意,可能`NTLDR`不是在名为"SYSTEM_RESERVED"的分区上,请在XP系统所在的分区上寻找 `NTLDR`

接着,将下面的代码添加到`/etc/grub.d/40_custom` 或者`/boot/grub/custom.cfg`中.然后,使用`grub-mkconfig`重新生成`grub.cfg`,这样就能在BIOS-MBR配置下使用GRUB2引导启动Windows系统了:

对于 Windows Vista/7/8

    if [ "${grub_platform}" == "pc" ]; then
      menuentry "Microsoft Windows Vista/7/8 BIOS-MBR" {
        insmod part_msdos
        insmod ntfs
        insmod search_fs_uuid
        insmod ntldr
        search --fs-uuid --set=root --hint-bios=hd0,msdos1 --hint-efi=hd0,msdos1 --hint-baremetal=ahci0,msdos1 69B235F6749E84CE
        ntldr /bootmgr
      }
    fi

对于Windows XP

    if [ "${grub_platform}" == "pc" ]; then
      menuentry "Microsoft Windows XP" {
        insmod part_msdos
        insmod ntfs
        insmod search_fs_uuid
        insmod ntldr
        search --fs-uuid --set=root --hint-bios=hd0,msdos1 --hint-efi=hd0,msdos1 --hint-baremetal=ahci0,msdos1 69B235F6749E84CE
        ntldr /ntldr
      }
    fi

Note: 在某些情况下,可能在安装Windows 8之前就已经安装了GRUB.启动Windows时可能会`\boot\bcd`报错(错误代码为`0xc000000f`).可以通过Wondows Recovery Console来修复这个错误:

    x:\> "bootrec.exe /fixboot"
    x:\> "bootrec.exe /RebuildBcd".

不要使用`bootrec.exe /Fixmbr`,因为那会将GRUB清除掉

`/etc/grub.d/40_custom`可以做为创建`/etc/grub.d/nn_custom`的模板.`nn`定义了脚本执行的优先级.脚本执行的顺序又决定了grub引导启动目录的内容.

Note: `nn` 应该比06大,这样才能确保必要的脚本被优先执行

#### 通过EasyBCD NeoGRUB 和Windows共存

现在EasyBCD的NeoGRUB还不能识别GRUB的目录格式,在 `C:\NST\menu.lst` 中添加如下行以链式加载到GRUB:

    default 0
    timeout 1

    title       Chainload into GRUB v2
    root        (hd0,7)
    kernel      /boot/grub/i386-pc/core.img

最后,使用`grub-mkconfig`重建`grub.cfg`

### 其他选项

#### LVM

如果使用LVM做为启动设备,那么在启动项里添加:

    insmod lvm

然后在启动项里指定root:

    set root=lvm/lvm_group_name-lvm_logical_boot_partition_name

示例如下:

    # (0) Arch Linux
    menuentry "Arch Linux" {
      insmod lvm
      set root=lvm/VolumeGroup-lv_boot
      # you can only set following two lines
      linux /vmlinuz-linux root=/dev/mapper/VolumeGroup-root ro
      initrd /initramfs-linux.img
    }

#### 阵列

通过添加`insmod mdraid`,GRUB能够很方便的处理磁盘阵列.比如`/dev/md0`:

    set root=(md0)

阵列上的分区(比如`/dev/md0p1`)则为:

    set root=(md0,1)

如果启动分区在raid1上,想要安装grub,只需要在两个磁盘上分别运行grub-install即可:

    grub-install --target=i386-pc --recheck --debug /dev/sda && grub-install --target=i386-pc --recheck --debug /dev/sdb

这时/dev/sda和/dev/sdb就都有了raid1的启动文件夹/boot了

#### root加密

将`cryptdevice=/dev/yourdevice:label`添加到`/etc/default/grub`中的`GRUB_CMDLINE_LINUX`配置项,可以让GRUB传递参数给内核,让内核对root加密:

Tip: 如果你使用从GRUB Legacy升级而来,检查`/boot/grub/menu.lst.pacsave`以获取正确的device/label. 在`kernel /vmlinuz-linux`后去找label.

将root映射到`/dev/mapper/root`:

    GRUB_CMDLINE_LINUX="cryptdevice=/dev/sda2:root"

当然,需要在rootfs上禁用UUID:

    GRUB_DISABLE_LINUX_UUID=true

Regenerate the configuration.

### 在GRUB中直接从ISO启动

编辑`/etc/grub.d/40_custom` 或 `/boot/grub/custom.cfg`,给目标ISO添加一个启动项.然后使用`grub-mkconfig -o /boot/grub/grub.cfg`更新配置档

#### Arch ISO

Note: 下面的例子都是假设ISO文件位于`hd0,6`分区上的`/archives`文件夹里
Tip: For thumbdrives, use something like `(hd1,$partition)` and either `/dev/sdbY` for the `img_dev` parameter or a persistent name, e.g. `img_dev=/dev/disk/by-label/CORSAIR`.
Tip: 对于闪存,使用`(hd1,$partition)`或`/dev/sdbY`作为`img_dev`参数的值,或者使用持久块设备命名法命名的设备,比如`img_dev=/dev/disk/by-label/CORSAIR`.

##### x86_64

    menuentry "Archlinux-2013.05.01-dual.iso" --class iso {
      set isofile="/archives/archlinux-2013.05.01-dual.iso"
      set partition="6"
      loopback loop (hd0,$partition)/$isofile
      linux (loop)/arch/boot/x86_64/vmlinuz archisolabel=ARCH_201305 img_dev=/dev/sda$partition img_loop=$isofile earlymodules=loop
      initrd (loop)/arch/boot/x86_64/archiso.img
    }

##### i686

    menuentry "Archlinux-2013.05.01-dual.iso" --class iso {
      set isofile="/archives/archlinux-2013.05.01-dual.iso"
      set partition="6"
      loopback loop (hd0,$partition)/$isofile
      linux (loop)/arch/boot/i686/vmlinuz archisolabel=ARCH_201305 img_dev=/dev/sda$partition img_loop=$isofile earlymodules=loop
      initrd (loop)/arch/boot/i686/archiso.img
    }

#### Ubuntu ISO

Note: 下面的例子都是假设ISO文件位于`hd0,6`分区上的`/archives`文件夹里. 用户需要根据自己系统的实际情况调整.

    menuentry "ubuntu-13.04-desktop-amd64.iso" {
      set isofile="/archives/ubuntu-13.04-desktop-amd64.iso"
      loopback loop (hd0,6)/$isofile
      linux (loop)/casper/vmlinuz.efi boot=casper iso-scan/filename=$isofile quiet noeject noprompt splash --
      initrd (loop)/casper/initrd.lz
    }

    menuentry "ubuntu-12.04-desktop-amd64.iso" {
      set isofile="/archives/ubuntu-12.04-desktop-amd64.iso"
      loopback loop (hd0,6)/$isofile
      linux (loop)/casper/vmlinuz boot=casper iso-scan/filename=$isofile quiet noeject noprompt splash --
      initrd (loop)/casper/initrd.lz
    }

#### Other ISOs

可从这里获取其他ISO的配置.

## 使用GRUB命令行

MBR太小,所以不足以存储所有的GRUB模组.MBR里面只有启动目录配置和一些很基本的命令.GRUB的主要功能通过`/boot/grub`里的模组实现,而且可以按需加载.出现错误时,GRUB可能不能引导启动(比如,磁盘分区发生了变化).这时候,一般会出现命令行界面.

GRUB不止提供一个shell.如果GRUB不能读取到启动目录配置,但是能找到磁盘,你很可能需要进入"normal" shell:

    sh:grub>

如果有更严重的问题(比如,GRUB找不到必须的文件了),你就可能需要进入"rescue" shell:

    grub rescue>

"rescue" shell是"normal" shell的一个子集,其支持的功能更少.如果不幸进入了"rescue" shell里,首先记载"normal"模组,然后启动"normal" shell:

    grub rescue> set prefix=(hdX,Y)/boot/grub
    grub rescue> insmod (hdX,Y)/boot/grub/i386-pc/normal.mod
    rescue:grub> normal

### 分页支持

GRUB支持对长输出进行分页(比如运行`help`的输出).不过只有normal shell支持分页,而rescue shell不支持.开启分页支持的方法如下:

    sh:grub> set pager=1

### 使用命令行引导操作系统

    grub>

可以使用GRUB命令行引导操作系统,一个典型的应用场景是通过chainloading来引导另一个Windows或Linux

ChainLoading的意思是用当前的bootloader去载入另一个bootloader,所以叫做链式加载.这个bootloader可能位于MBR,也可能在另一个分区的引导扇区上.

#### 链式加载一个分区

    set root=(hdX,Y)
    chainloader +1
    boot

X=0,1,2... Y=1,2,3...

比如链式加载一个位于首磁盘,首分区上的Windows:

    set root=(hd0,1)
    chainloader +1
    boot

也可以使用GRUB链式加载另一个分区引导扇区上的GRUB.

#### 链式加载磁盘

    set root=hdX
    chainloader +1
    boot

#### 正常载入

请参考#使用应急命令行

## parttool

如果你安装了Windows 9x系列操作系统,而它们隐藏了磁盘(比如C盘),GRUB能够使用parttool来设置是否隐藏.比如,想从三个Windows 9x系统的第三个启动,可以这样:

    parttool hd0,1 hidden+ boot-
    parttool hd0,2 hidden+ boot-
    parttool hd0,3 hidden- boot+
    set root=hd0,3
    chainloader +1
    boot

## 使用应急命令行

请先阅读#使用GRUB命令行.如果无法进入命令行,请尝试使用Live CD或者其他rescue磁盘引导,然后修正错误.不过有些时候我们手上没有此类rescue磁盘,这时,应急命令行(rescue console)就可以派上用场了.

GRUB应急命令行里可用的命令有`insmod`, `ls`, `set`, `unset`.可以使用set/unset修改变量,使用insmod来载入模组.

首先,用户必须知道启动分区(`/boot`所在位置然后设置:

    grub rescue> set prefix=(hdX,Y)/boot/grub

通过加载`linux`模组来扩展命令行的功能:

    grub rescue> insmod (hdX,Y)/boot/grub/linux.mod

Note: 如果/boot是在单独的分区上,请从路径中移除/boot.(即. 输入 `set prefix=(hdX,Y)/grub` 然后`insmod (hdX,Y)/grub/linux.mod`)

这个模组会启动对我们熟悉的`linux` 和 `initrd` 命令的支持 (请参考#配置).

比如:

    set root=(hd0,5)
    linux /boot/vmlinuz-linux root=/dev/sda5
    initrd /boot/initramfs-linux.img
    boot

如果/boot在单独分区上:

    set root=(hd0,5)
    linux /vmlinuz-linux root=/dev/sda6
    initrd /initramfs-linux.img
    boot

成功启动Arch后,用户可以修正配置的错误或者重新安装GRUB.

关于修正配置和重新安装GRUB,请参考#配置和#安装章节.

## 异常处理

### Intel BIOS不能引导GPT

一些Intel的BIOS要求至少要一个可启动的分区(MBR方案下的),导致GPT方案下的分区GRUB无法启动.

可以通过fdisk来将一个GPT分区标志为'boot'((最好就设在你为GRUB创建的那个1007KiB分区上)),这样就可以绕过这个问题了:

    1.对目标磁盘(比如/dev/sda)运行fdisk
    2.按a键,然后选择想要设置'boot'标志的分区
    3.最后按w键,将变更写入磁盘

Note: 必须使用fdisk或者类似于它的工具来设置'boot flag',不能用Gparted等,因为它们不会在MBR里面设置'boot flag'.

请参考 http://www.rodsbooks.com/gdisk/bios.html

### 启用调试信息

在`grub.cfg`里添加:

    set pager=1
    set debug=all

### "No suitable mode found" error

启动时可能出现如下提示信息:

    error: no suitable mode found
    Booting however

然后你需要以合适的视频模式(`gfxmode`)启动 GRUB 图形化终端(`gfxterm`).视频模式由GRUB通过'gfxpayload'变量传递给linux内核.在UEFI系统下,如果没有初始化视频模式的值,终端上就不会显示内核启动消息(至少直到KMS开始运行)

将`/usr/share/grub/unicode.pf2`复制到 ${GRUB_PREFIX_DIR}(`/boot/grub/` .如果GRUB UEFI安装时设定了`--boot-directory=$esp/EFI`,那么复制的目的文件夹是`$esp/EFI/grub/`:

    # cp /usr/share/grub/unicode.pf2 ${GRUB_PREFIX_DIR}

如果`/usr/share/grub/unicode.pf2` 不存在, 安装bdf-unifont, 创建 `unifont.pf2` 文件然后将其复制到 `${GRUB_PREFIX_DIR}`:

    # grub-mkfont -o unicode.pf2 /usr/share/fonts/misc/unifont.bdf

然后,在`grub.cfg`文件中添加如下行: (会给linux内核传递合适的视频模式,否则你只会得到一个黑屏,虽然系统还是会启动成功) BIOS 系统:

    insmod vbe

UEFI 系统:

    insmod efi_gop
    insmod efi_uga

在这些行后添加(BIOS&&UEFI):

    insmod font

    if loadfont ${prefix}/fonts/unicode.pf2
    then
        insmod gfxterm
        set gfxmode=auto
        set gfxpayload=keep
        terminal_output gfxterm
    fi

如果要gfxterm(图形化终端)工作正常,`${GRUB_PREFIX_DIR}`文件夹里面应该要有`unicode.pf2` .

### 出现"msdos-style"错误消息

以下错误可能出现在你将GRUB安装到VMware上时.请阅读相关链接.这种情况是因为首分区直接从MBR后开始(即第64个扇区),而不是和正常的那样有1到2M post-MBR gap.请参阅#MBR专用指令[broken link: invalid section]

    grub-setup: warn: This msdos-style partition label has no post-MBR gap; embedding will not be possible!
    grub-setup: warn: Embedding is not possible. GRUB can only be installed in this setup by using blocklists.
                However, blocklists are UNRELIABLE and its use is discouraged.
    grub-setup: error: If you really want blocklists, use --force.

### GRUB UEFI 启动到了rescue shell下

如果GRUB直接就启动到了rescue shell下,而且没报错,这可能是因为`grub.cfg`丢失或者位置不对.如果GRUB UEFI 安装时设定了`--boot-directory`参数,而`grub.cfg`文件丢失,会出现这个问题.如果启动分区的分区号发生了变化(这个分区号会被直接编码到`grubx64.efi`文件中),也会出现这个问题.

### GRUB UEFI 无法被载入

下面是一个EFI启动项信息示例:

    # efibootmgr -v

    BootCurrent: 0000
    Timeout: 3 seconds
    BootOrder: 0000,0001,0002
    Boot0000* Grub	HD(1,800,32000,23532fbb-1bfa-4e46-851a-b494bfe9478c)File(\efi\grub\grub.efi)
    Boot0001* Shell	HD(1,800,32000,23532fbb-1bfa-4e46-851a-b494bfe9478c)File(\EfiShell.efi)
    Boot0002* Festplatte	BIOS(2,0,00)P0: SAMSUNG HD204UI

如果启动后,屏幕直接变黑,几秒后就跳到了下一个启动项,根据相关链接的说法是,将GRUB移动到root分区上可能会解决这个问题.必须先删除启动项,然后重建,变化如下:

    Boot0000* Grub	HD(1,800,32000,23532fbb-1bfa-4e46-851a-b494bfe9478c)File(\grub.efi)

### "Invalid signature"错误

如果在启动Windows时出现了"invalid signature"错误(比如在重新分区或者添加了新硬盘后),删除GRUB的磁盘mapping,然后重建:

    # mv /boot/grub/device.map /boot/grub/device.map-old
    # grub-mkconfig -o /boot/grub/grub.cfg

`grub-mkconfig`此时就应该生成了新的启动项了,包括Windows.确认能启动成功后,再将备份文件`/boot/grub/device.map-old`删除.

### 引导过程卡死

如果在GRUB载入内核并初始化ramdisk后引导过程卡死了,请尝试移除`add_efi_memmap`这个内核参数

### 回滚到 GRUB Legacy

- 将GRUB2相关文件改名以为备份:

    # mv /boot/grub /boot/grub.nonfunctional

- 将GRUB Legacy 移回`/boot`:

    # cp -af /boot/grub-legacy /boot/grub

- 恢复备份的MBR

Warning: 这个命令同时会恢复分区表,所以请要非常注意.

    # dd if=/path/to/backup/first-sectors of=/dev/sdX bs=512 count=1

安全的方法是只恢复MBR中的启动代码:

    # dd if=/path/to/backup/mbr-boot-code of=/dev/sdX bs=446 count=1

### 其他系统不能自动发现Arch Linux

有人发现有些发行版不能使用`os-prober`自动发现Arch Linux.据称先使用`/etc/lsb-release`可能会解决这个问题.相关文件和工具可以在 官方仓库的lsb-release包中找到.

### 未找到 Windows 8/10

Windows 8/10 如果启用了 "Hiberboot", "Hybrid Boot" 或 "Fast Boot"，可能会导致 Windows 分区无法被挂载。所以 `grub-mkconfig` 无法找到安装的 Windows。可以先禁用混合启动，将其添加到 GRUB 菜单。

## 参阅

- 官方GRUB说明 - https://www.gnu.org/software/grub/manual/grub.html
- Ubuntu GRUB Wiki - https://help.ubuntu.com/community/Grub2
- 在UEFI系统上编译GRUB步骤描述- https://help.ubuntu.com/community/UEFIBooting
- 维基百科BIOS启动分区
- 配置GRUB的完整说明 - http://members.iinet.net/~herman546/p20/GRUB2%20Configuration%20File%20Commands.html

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- Boot loaders (简体中文)

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