GRUB多操作系统启动程序介绍与设置使用

# 1.为发行版创建一个挂载目录
sudo mkdir -p /mnt/distro

# 2.挂载分区
mount /dev/sda5 /mnt/distro

# 3.重装 Grub 到分区之中，注意此时命令会改写 /dev/sda 设备上的 MBR 信息，指向当前 Linux 系统，并重写一些 Grub 2 文件，如 grubenv 和 device.map 。
grub2-install --root-directory=/mnt/distro /dev/sda

# 4.另一个问题常见于装有多个发行版的计算机上。
# 当你安装了新的 Linux 发行版，它的 bootloader 应当要能找到所有已经安装的发行版。
# 一旦不行只要引导进入新安装的发行版，并运行
grub2-mkconfig

# 配置文件信息
[root@localhost ~]# ls -alhs /etc/default/grub
4.0K -rw-r--r--. 1 root root 279 7月  17 2020 /etc/default/grub

# 打开GRUB配置文件可以看见一些常见的变量
[root@localhost ~]$ cat /etc/default/grub

# - 指定启动默认菜单项之前的停留时间
GRUB_TIMEOUT=5

# - 获取系统的发行版信息
GRUB_DISTRIBUTOR="$(sed 's, release .*$,,g' /etc/system-release)"

# - 指定默认的启动项，可以设置为数字值或者saved，比如 0 表示第一个菜单项，或者设置为 “saved” 将指向上一次启动时选中的菜单项
GRUB_DEFAULT=saved

GRUB_DISABLE_SUBMENU=true

GRUB_TERMINAL_OUTPUT="console"

# - 传递给所有 Linux 菜单项的内核命令行参数。
GRUB_CMDLINE_LINUX="crashkernel=auto rd.lvm.lv=centos/root rd.lvm.lv=centos/swap rhgb quiet"

# - 是否禁用恢复模式不生成恢复模式菜单项。
# 恢复模式菜单项会以单用户模式启动发行版，这种模式下允许你利用命令行工具修复系统。
GRUB_DISABLE_RECOVERY="true"

# - 指定了菜单上文本显示的分辨率，它可以设置为你的显卡所支持的任何数值。
GRUB_GFXMODE=1024x768

# 脚本的名称必须有两位的数字前缀。其目的是在构建 Grub 2 菜单时定义脚本的执行顺序以及相应菜单项的顺序
[root@localhost ~]# ls /etc/grub.d/  | grep ''
00_header : 首先被读取负责解析 /etc/default/grub 配置文件
00_tuned
01_users
10_linux : 存放Linux 内核的菜单项，该脚本脚本在默认的 /boot 分区为每个内核创建一个正规菜单项和一个恢复菜单项
20_linux_xen
20_ppc_terminfo
30_os-prober : 第三方应用所用脚本, 为内核和其它分区里的操作系统创建菜单项。它能识别安装的 Linux、 Windows、 BSD 以及 Mac OS X,如果你的硬盘布局比较独特使得 os-prober 无法找到已经安装的发行版你可以在 40_custom 文件进行设置;
40_custom : 第三方应用所用脚本,到无法找到发行版时候需要添加自定义菜单项中;
41_custom
README

```


Q: GRUB与文件系统的关系说明?
> 答: GRUB中根文件系统(root filesystem)与Linux的根文件系统是没有关系的！



---

#### 0x02 GRUB 相关命令
描述:然而在实际操作中 Grub 2 不需要你手动维护你的启动选项的配置文件：取而代之的是使用 `grub2-mkconfi`g 命令产生 /boot/grub/grub.cfg 文件
`
GRUB 命令分为内置命令(在引导界面bootloader 菜单按c进入`grub>`命令行模式界面)以及Linux安装的grub管理相关命令;

<br>

##### 内置命令
描述: 此处是您在引导程序显示界面bootloader 菜单按C进入GRUB的命令行模式之中;

以下命令可工作`在 grub> 和 grub rescue> 提示符`下, 输入`grub > help` 查看其内置命令

**GRUB常用命令:**
- ls命令-列出 Grub 识别出的所有分区以及分隔格式信息
```bash
grub> ls 
(hd0) (hd0,gpt1) (hd0,gpt2) (hd0,gpt3) (lvm/centos-root)
grub> ls (hd0,gpt1) # 获得分区的信息，比如文件系统类型、总体大小和最后修改时间
(hd0,gpt1): Filesystem is fat 
grub> ls (hd0,5)/  # 显示文件系统的文件
lost+found/ var/ etc/ media/ bin/ initrd.gz
boot/ dev/ home/ selinux/ srv/ tmp/ vmlinuz

grub> cat (lvm/centos-root)/etc/system-release

grub> set pager=1 #设置显示分页，防止文本在屏幕上一滚而过
grub> set root=(hd0,5)
grub> linux /boot/vmlinuz-3.13.0-24-generic root=/dev/sda5
grub> initrd /boot/initrd.img-3.13.0-24-generic

grub> boot

# 1.为 Grub 重新产生新的配置文件
grub-mkconfig -o /boot/grub/grub.cfg

# 1.往 MBR 里安装一份 bootloader 的拷贝
sudo grub2-install /dev/sda

# 列出分区的同时一并列出了分区表方案（即 msdos）
grub> ls
(hd0) (hd0,msdos5) (hd0,msdos6) (hd1,msdos1)

# 在每个分区上面使用 ls 来查找你的根文件系统：
grub> ls (hd0,5)/  #你可以不写上分区名的 msdos 部分
lost+found/ var/ etc/ media/ bin/ initrd.gz boot/(未单独分区) dev/ home/ selinux/ srv/ tmp/ vmlinuz

# 假设你在 (hd0,5) 中找到根文件系统，请确保它包含 /boot/grub 目录，以及你想引导进入的内核镜像，如 vmlinuz-3.13.0-24-generic;
# Grub 指向我们想引导进入的发行版所在的分区
grub> set root=(hd0,5)
# 通知 Grub 内核镜像在分区中的位置，以及根文件系统的位置。最后一行设置虚拟文件系统文件的位置
grub> linux /boot/vmlinuz-3.13.0-24-generic root=/dev/sda5
grub> initrd /boot/initrd.img-3.13.0-24-generic

# Grub 将会引导进入指定的操作系统
grub> boot

grub rescue> set root=(hd0,5)
grub rescue> insmod (hd0,5)/boot/grub/normal.mod
# normal 模块激活时将会恢复到标准 grub> 模式。
grub rescue> normal
# 如果 linux 模块没加载采用的命令会进行添加linux模块
grub> insmod linux
# 如果这个模块已经加载你可以跟之前一样，把引导加载程序指向内核镜像和虚拟文件系统文件，然后使用 boot 启动发行版，完美收官
grub> linux /boot/vmlinuz-3.13.0-24-generic root=/dev/sda5
grub> initrd /boot/initrd.img-3.13.0-24-generic
grub> boot

# 可以参考 /etc/grub2-efi.cfg 文件
grub> ls (hd0,2)/       # 实际上是 boot 分区
grub> set root=(hd0,2)  # 设置引导进入的分区
# 告知 Grub 内核镜像在分区中的位置，以及根文件系统的位置，以及启动的语系等等
grub> linuxefi /vmlinuz-3.10.0-1127.el7.x86_64 root=/dev/mapper/centos-root ro crashkernel=auto rd.lvm.lv=centos/root rd.lvm.lv=centos/swap rhgb quiet LANG=zh_CN.UTF-8
# 初始化镜像
grub> initrdefi /initramfs-3.10.0-1127.el7.x86_64.img
# 加载配置的grub引导程序
grub> reboot

# 1.设置菜单实体与菜单名称
menuentry "Linux on USB" {
    # 把 grub 指向我们想引导进入的发行版所在的分区，相比使用设备和分区名，建议使用它们的 UUID 可以获得更精确结果可以采用 blkid 命令获取UUID
    # /dev/sda2: UUID="4fa08d50-8363-4b98-9af9-1b4907fdadc7" TYPE="xfs" PARTUUID="48a46594-30b9-4d92-b8b1-184d0d9c67e5"
    # set root=(hd1,1)
    set root=UUID=4fa08d50-8363-4b98-9af9-1b4907fdadc7
    # grub 内核镜像路径以及参数设置
    linux /vmlinuz root=/dev/sdb1 ro quiet splash
    # 设置虚拟内存文件系统文件的位置 
    initrd /initrd.img
}

# 1.添加软件PPA版本库并然后刷新版本库列表
sudo add-apt-repository ppa:yannubuntu/Boot Repair && sudo apt-get update

# 2.安装应用
sudo apt-get install -y Boot Repair

# 3.安装完毕后就启动应用，此时在显示它的界面（由一对按键组成）之前将会扫描你的硬盘
根据工具的指示，只需按下 Recommended Repair按钮，即可修复大部分坏掉的 bootloader ，修复 bootloader 之后会输出一个短小的 URL ，它包含了硬盘详尽的信息：分区信息以及重要的 Grub 2 文件（如 `/etc/default/grub` 和 `/boot/grub/grub.cfg` ）的内容

$ sudo mount --bind /dev /mnt/dev
$ sudo mount --bind /dev/pts /mnt/dev/pts
$ sudo mount --bind /proc /mnt/proc
$ sudo mount --bind /sys /mnt/sys

$ sudo chroot /mnt /bin/bash  # 灵魂

sudo grub2-install /dev/sda
sudo grub-mkconfig -o /boot/grub/grub.cfg # 同时生成引导配置

$ exit
$ sudo umount /mnt/{sys,proc,dev/pts,dev,}
$ sudo umount /mnt

# 1.假设分区是 `/dev/sda1`你可以如下所示挂载
sudo mount /dev/sda1 /mnt/boot/efi

# 2.接着在 chroot 到安装完毕的发行版前之前，使用 modprobe efivars 加载 efivars 模块。
chroot sysroot/
modprobe efivars

# 3.Fedora 用户可以使用如下命令重新安装 bootloader
yum reinstall grub2-efi shim
# Ubuntu 用户则改用以下命令 ：apt-get install --reinstall grub-efi-amd64
# 3. 先产生新的配置文件grub2引导配置保存到/boot/grub2/grub.cfg之中
grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg

# 4.一旦 bootloader 正确就位，退出 chroot ，卸载所有分区重启到 Grub 2 菜单。

引导方式为 BIOS + GPT(分区表类型) 
/dev/sdb为 SSD，当前 SSD 为空盘
# （注：文中出现的/dev/sdb1，/dev/sdf1和后面可能出现的/dev/sd#1都为同一个分区，因为多次插拔了 SSD ，所以标识一直按字母序递增）

# 分区创建规划
不建立/swap分区了，因为 Ubuntu17.04也要移除 swap 分区。
/dev/sdf1分区，建立 GRUB 引导所需分区，大小为 1M，分区文件类型为unformatted，分区 flag 为bios_grub。
/dev/sdf2分区，Linux /boot分区，大小 1G。
/dev/sdf3分区，Linux /分区，大小 50G。
/dev/sdf4分区，Linux /home分区，大小 300G。

$ sudo fdisk -l
Disk /dev/sdb: 489.1 GiB, 525112713216 bytes, 1025610768 sectors
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 33553920 bytes

#建立分区表
#SSD 是一个空磁盘，此时并没有分区表，所以要先建立分区表。分区表的格式选用 GPT：
1.打开 Gparted，点击 Device --> Created Partition Table。
2.选择partition tabel type为gpt，然后点击Apply。

#建立 GRUB 所需分区
1.分区大小为1M，分区类型为unformatted。
2.在新建的分区上点击右键，选择managerFlags，然后选中bios_grub选项。

#建立 Linux 系统分区
3.根据分区创建规划依次建立其他分区，分区的文件格式选择ext4。

# 分区结果
$ sudo fdisk -l /dev/sdh
Device         Start       End   Sectors  Size Type
/dev/sdh1       2048      4095      2048    1M BIOS boot
/dev/sdh2       4096   2101247   2097152    1G Linux filesystem #/boot
/dev/sdh3    2101248 106958847 104857600   50G Linux filesystem
/dev/sdh4  106958848 736104447 629145600  300G Linux filesystem

# 1.挂载 SSD 的/boot 到 /mnt
$ sudo mount /dev/sdb2 /mnt

# 2.将 GRUB 配置文件放入 SSD 的/boot/grub中。
$ sudo grub-install --target=i386-pc --root-directory=/mnt --recheck --debug /dev/sdb
# ...  
# Installation finished. No error reported.

# 3.此时/mnt目录下，应该有一个./boot/grub的文件夹：
/mnt/boot/grub 20:54:33
$ ls
fonts  grubenv  i386-pc  locale

# 4.修复/grub位置,查看下 PC Ubuntu 的/boot,/grub是直接放置在/boot下的:
/boot/grub 13:30:33
$ ls
fonts  gfxblacklist.txt  grub.cfg  grubenv  i386-pc  locale  unicode.pf2

# 5.而grub-install /dev/sdb安装的 GRUB 是/mnt/boot/grub，其中/mnt是 SSD /dev/sdb2分区，从 SSD 启动 Ubuntu 的话，/dev/sdb2会挂载为/boot，此时 GRUB 的位置是/boot/boot/grub
# 而当grub-install /dev/dsa安装 GRUB 到 PC Ubuntu 启动磁盘时，生成的/grub是在/boot/grub。
# grub-install的处理逻辑应该是先判断/boot路径是否存在，没有就新建。 所以要将/mnt/boot/grub移动到/mnt/grub
sudo mv /mnt/boot/grub /mnt/grub

# 1.复制/boot分区
SSD Ubuntu 的/boot从 PC Ubuntu 上看为/dev/sdb2，将/dev/sdb2挂载为 PC Ubuntu 的/mnt 
GRUB 之后，/mnt已经有/grub这个文件夹和默认的lost+found文件夹, 此时使用cp将 PC 的/boot中其他文件复制到/mnt。
/mnt/ 13:56:06
$ ls | sort
abi-4.8.0-36-generic
config-4.8.0-36-generic
grub
initrd.img-4.8.0-36-generic
lost+found
memtest86+.bin
memtest86+.elf
memtest86+_multiboot.bin
System.map-4.8.0-36-generic
vmlinuz-4.8.0-36-generic


# 2.复制/分区
SSD Ubuntu 的/分区（根目录）比较特殊：一些子目录挂载了其他分区，并存在“伪目录”，不同子目录有特定的用途。
所以复制/分区是有选择性的，不区分子目录进行复制，可能会提示“权限问题”、“无法访问”等错误。

不需要复制的目录
* /boot,/home(实际情况选择),/mnt挂载了其他分区
* /media /cdrom 挂载可移除的媒体（cdrom 等）
* /swap交换分区（不需要交换分区了）

需要复制的目录
* /bin 系统可执行文件
* /etc 系统核心配置文件
* /opt 用户程序文件
* /root root用户主目录
* /sbin 系统可执行文件
* /usr 程序安装目录
* /var 系统运行目录

需要手动创建的目录: 
#在/mnt中需要给 SSD 的/创建几个空目录, Linux 内核启动后由内核来挂载并存放信息的，不能从运行中的 PC Ubuntu 复制过去，但是需要建立空目录
# 不然内核启动后会报类似错误：mount: mount point /dev does not exist
* /dev 主要存放与设备（包括外设）有关的文件
* /proc 正在运行的内核信息映射
* /sys 硬件设备的驱动程序信息
$ sudo mkdir /mnt/{dev,proc,sys}


# 3.复制/home分区
$ sudo mount /dev/sdb4 /mnt
$ sudo cp -rf -a /home/* /mnt

# 使用blkid查看 SSD 各分区` / /boot /home `的 UUID
$ sudo blkid
/dev/sdb3 UUID="a5eb2b0c-2104-4afe-aa78-93396d3e0986" TYPE="ext4" PARTUUID="b2708ce0-07"

# 修改 SSD Ubuntu 的fstab文件 (示例如下)
$ sudo vim /mnt/etc/fatab
# <file system> <mount point>   <type>  <options>       <dump>  <pass>
# / was on /dev/sda3 during installation
UUID=a5eb2b0c-2104-4afe-aa78-93396d3e0986 /               ext4    errors=remount-ro 0       1
#
# /boot was on /dev/sda2 during installation
UUID=8cba10c6-dff2-4300-a630-ab0e7a4782af /boot           ext4    defaults        0       2
#
# /home was on /dev/sda4 during installation
UUID=298ba5ad-d306-4b4a-aaa8-54312590dec6 /home           ext4    defaults        0       2

# 1.指定/boot分区和/grub位置*
grub> set root=hd0,gpt2
grub> set prefix=(hd0,gpt2)/grub


# 2.设置启动的 Linux 内核以及参数设置
grub> linux /vmlinuz-4.8.0-36-generic ro root=/dev/sda2

# 3.设置虚拟内存镜像
grub> initrd /initrd.img-4.8.0-36-generic

# 4.启动 SSD Ubuntu
grub> boot

# 更新了 GRUB 可引导的系统/内核列表：/boot/grub/grub.cf，并重新安装了 GRUB
$ sudo update-grub
$ sudo grub-install /dev/dsa