grub2 配置centos7，ubuntu

[root@centosgpt ~]# grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg
Generating grub configuration file …
Found linux image: /boot/vmlinuz-3.10.0-862.el7.x86_64
Found initrd image: /boot/initramfs-3.10.0-862.el7.x86_64.img
Found linux image: /boot/vmlinuz-0-rescue-8c13e5705e2d4850ae230d7d1d1b5ab1
Found initrd image: /boot/initramfs-0-rescue-8c13e5705e2d4850ae230d7d1d1b5ab1.img
Found Ubuntu 19.04 (19.04) on /dev/mapper/ubuntu–vg-ubuntu–lv
done

提前看下启动页面的效果

[root@centosgpt ~]# awk -F\’ ‘$1==”menuentry ” {print i++ ” : ” $2}’ /etc/grub2.cfg

0 : CentOS Linux (3.10.0-862.el7.x86_64) 7 (Core)
1 : CentOS Linux (0-rescue-8c13e5705e2d4850ae230d7d1d1b5ab1) 7 (Core)
2 : Ubuntu 19.04 (19.04) (on /dev/mapper/ubuntu–vg-ubuntu–lv)

2）. 通过chainloader配置

修改 /etc/grub.d/40_custom 配置文件：
[root@centosgpt ~]# cat /etc/grub.d/40_custom
#!/bin/sh
exec tail -n +3 $0

submenu mainmenu {
menuentry ‘Go to Centos7’ –id ‘centos’ {
insmod chain
insmod xfs
insmod part_gpt
set root=(hd0)
chainloader +1
}
menuentry ‘Go to Ubuntu’ –id ‘ubuntu’ {
insmod chain
insmod ext2
insmod part_gpt
set root=(hd1)
chainloader +1
}
menuentry ‘Go to CentOs’ –id ‘Centos’ {
set root=(hd0)
chainloader +1
}
}
使用grub2-mkconfig 重建 grub.cfg

[root@centosgpt ~]# grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg

Generating grub configuration file …
Found linux image: /boot/vmlinuz-3.10.0-862.el7.x86_64
Found initrd image: /boot/initramfs-3.10.0-862.el7.x86_64.img
Found linux image: /boot/vmlinuz-0-rescue-8c13e5705e2d4850ae230d7d1d1b5ab1
Found initrd image: /boot/initramfs-0-rescue-8c13e5705e2d4850ae230d7d1d1b5ab1.img
Found Ubuntu 19.04 (19.04) on /dev/mapper/ubuntu–vg-ubuntu–lv
done

提前看下启动页面的效果

[root@centosgpt ~]# awk -F\’ ‘$1==”menuentry ” {print i++ ” : ” $2}’ /etc/grub2.cfg
0 : CentOS Linux (3.10.0-862.el7.x86_64) 7 (Core)
1 : CentOS Linux (0-rescue-8c13e5705e2d4850ae230d7d1d1b5ab1) 7 (Core)
2 : Ubuntu 19.04 (19.04) (on /dev/mapper/ubuntu–vg-ubuntu–lv)
3 : Go to Centos7
4 : Go to Ubuntu
5 : Go to CentOs

配置过程中出现的问题

1. /etc/grub.d/40_custom 是脚本，修改时删除了1 #!/bin/sh 红色部分，grub2-mkconfig生成报错

2. 由于安装时使用的是两块硬盘安装，比较鸟哥第十九章，中的在一个磁盘的分区上安装操作系统简单些，不用配置相关分区信息。

二预备知识

整理这篇文档是极客时间刘超《趣谈Linux操作系统》的一篇课堂作业，因为仅是简单配置Linux 不同两个发行版本（Linux distribution），本例子使用的grub2相关配置还是比较简单的。

这里把涉及相关知识整理了一下。

1 硬盘分区

分区：是磁盘一个固定大小的子集，在操作系统内将其视为一个单元。

有助于数据的隔离，保证数据安全；
数据集中在固定分区后，有助于磁盘读取性能。

分区表：是操作系统在磁盘上维护的表，用于描述磁盘分区。

MBR：Master Boot Record 应用与IBM PC 兼容机；
GPT： GUID Partition Table UEFI 标准中的分区格式；
APM： Apple partion map ，早期使用Power PC芯片的 Apple PC
BSD disklabel：Sun OS

MBR：

位置：在磁盘的一个扇区存放了开机的管理程序及分割表。
构成：开机管理程序446字节+分割表64字节+结束标识2字节
分区：
- 类型：主（Primary），扩展（Extended）
- 数量：主分区与扩展分区最多4个，通过扩展分区再划分逻辑分区SATA硬盘可以支持到63+。
- 大小：64个字节进行设置， 4个字节标识扇区起始位置
限制：
- 分区个数少：最多四个分区，扩展分区只能有一个
- 容量受限：单个分区信息使用16个字节，4个字节能标识的扇区的数， 2的8bit*4次方 * 512byte（扇区大小）= 2的41次方 =2T

- 引导扩展问题：管理程序仅446bytes无法支持更多功能
- 备份问题：MBR存放到再第一个512区块中，破坏后无法使用。

GPT：

GPT是UEFI标准的一部分目标是取代MBR ，他解决MBR存在的大多数问题，而且得到了大多数操作系统的支持。实验安装Centos7 和Ubuntu 都使用gpt。

位置：兼容性考虑，硬盘的第一个扇区仍然是MBR，LBA0
构成：
- LBA0 ：MBR
- LBA1 ：GPT表头
- LBA2-33 ：数据区
- LBA34：备份区
分区：
- 类型： GPT不再区分主，扩展，逻辑分区，每个分区独立。
- 个数：在LBA2-33，每个LBA支持4个分区， 4*32=128个分区
- 大小：每笔记录128字节，其中8个字节存放，扇区起始位置， 2的8bit*8次方 * 512byte（扇区大小）= 2的73次方 = 8ZB

2. 系统开机流程

1）BIOS/UEFI:

BIOS基本输入输出系统是系统打开执行的第一个程序（fireware），大多数情况下，他存储在主板本身闪存（CMOS）内与系统存储无关。

UEFI固件支持读取分区表和文件系统，UEFI不会在MBR启动任何代码，无论是否存在，他启动依赖NVRAM中配置的启动条目。

2）使用BIOS

系统开机，加电自检（POST: power-on self-test ）；
自检完成后， BIOS初始化一些启动必要的硬件如硬盘，键盘等；
BIOS载入运行第一块硬盘上的前面440字节中的MBR启动代码（the Master Boot Record Bootstrap code area）；
Boot loader 在MBR boot code第一个阶段完成后，通过一下任一个启动第二阶段：
1. 在MBR后的后面的硬盘扇区， post-MBR gap
2. 可分区硬盘或无法分区的软盘关盘的 volume boot record VBR
3. BIOS boot 分区（仅限BIOS/GPT）
启动实际的bootloader
bootloader载入操作系统通过直接载入（ directly loading）或者链式加载（ chain-loading）的方式

grub的stages

- stage 1位于MBR中主要工作是跳转到第二部分，由于MBR能够保存的数据有限
- stage 2分指向/boot/grub grub的配置文件，他包含了所有复杂的用户接口及选项，第二部分可以位于磁盘的任何地方。如果第二部分不存在，GRUB会停止引导。
- stage1.5 如果引导信息足够小并且可以存放MBR后面的区域，存在也就是上面说得 post-MBR gap

MBR-分区结构

- core.img存放在MBR后的 MBR-gap
- core.img 抓取 /boot/grub （可以是/boot或/下）

GPT分区结构core.img可以存放 BIOS boot分区中。

- core.img存放在BIOS boot中
- core.img 抓取 /boot/grub （可以是/boot或/下）

VBR ：与chaining-loading 一起出现，可以将OS安装到磁盘的某一个分区，bootloader存放到分区的boot record。鸟哥私房菜19章节中，操作系统装在统一磁盘上的话用到这个概念。

2）使用 UEFI

系统开机，加电自检（POST: power-on self-test ）；
自检完成后， UEFI初始化一些启动必要的硬件；
固件（Firmware）读取NVRAM中的引导条目，确定要启动哪个EFI应用以及要从哪里启动（哪个硬盘和分区）
1. 引导条目可能是一磁盘，这种情况下，固件（firmware）查找 EFI 系统分区并且尝试在回退引导路径\EFI\BOOT\BOOTX64.EFI(IA32位UEFI使用BOOTX32.EFI)中查找EFI应用程序，这是UEFI可以移动介质启动的工作原理。
固件（Firmware）启动EFI 应用程序
1. 可以使用EFISTUB的booter loader 或者操作系统内核
2. 可以是一些其他EFI应用，比如UEFI shell或者bootmanager如systemd-boot或者eEFInd。

3. grub2介绍

1）grub2 配置文件：

/etc/default/grub：包含grub菜单的设置
/etc/default/grub.d(ubuntu): 包含grub菜单的设置

GRUB_TIMEOUT #倒计时设置
GRUB_DEFAULT #设定那个一个菜单进行开机
GRUB_DISABLE_OS_PROBER # 使用os-prober 检查其他操作系统

/etc/grub.d/：这个目录下包含GRUB脚本，执行grub(2)-mkconfig按照特定顺序生成grub.cfg

00_header: 载入默认grub.cfg配置

10_*: 本地已经安装的发行版本菜单选项， 10_linux

20_*: 第三方应用。

30_os-prober: 自动发现系统系统上安装其他系统

40_custom: 用户自定义的一些启动菜单

/boot/grub/grub.cfg：这个文件是主配置文件，不可以手工修改通过grub2-mkconfig（centos7 ）/ grub-mkconfig （ubuntu）生成

2） grub2 配置命令：

菜单显示： menuentry， submenu

通用命令： serial， terminal_input, terminal_output, terminfo

菜单配置：chainloader， linux ，date， initr16， insmod，

网络配置： net_add_addr， net_add_dns

GRUB2 Command 有详细描述

3）menuentry配置：

1. 直接指定核心开机：

通过grub2-mkconfig 通过10_linux生成如下：

menuentry 'CentOS Linux (3.10.0-862.el7.x86_64) 7 (Core)' --class centos --class gnu-linux --class gnu --class os --unrestricted $menuentry_id_option 'gnulinux-3.10.0-862.el7.x86_64-advanced-c8e31f5f-1e08-47ed-89c3-c90ce868ac18' {
        load_video
        set gfxpayload=keep
        insmod gzio
        insmod part_gpt
        insmod xfs
        set root='hd0,gpt2'
        if [ x$feature_platform_search_hint = xy ]; then
          search --no-floppy --fs-uuid --set=root --hint-bios=hd0,gpt2 --hint-efi=hd0,gpt2 --hint-baremetal=ahci0,gpt2 --hint='hd0,gpt2'  0610d7ed-4486-465d-87e5-ac74cdf92150
        else
          search --no-floppy --fs-uuid --set=root 0610d7ed-4486-465d-87e5-ac74cdf92150
        fi
        linux16 /vmlinuz-3.10.0-862.el7.x86_64 root=/dev/mapper/centos-root ro crashkernel=auto rd.lvm.lv=centos/root rd.lvm.lv=centos/swap rhgb quiet
        initrd16 /initramfs-3.10.0-862.el7.x86_64.img
}

menuentry ‘CentOS Linux (3.10.0-862.el7.x86_64) 7 (Core)’ –class centos –class gnu-linux –class gnu –class os –unrestricted $menuentry_id_option ‘gnulinux-3.10.0-862.el7.x86_64-advanced-c8e31f5f-1e08-47ed-89c3-c90ce868ac18’

配置菜单名称与风格， $menuentry_id_option 根据条件设置是否为id

load_video
set gfxpayload=keep
insmod gzio
insmod part_gpt
insmod xfs

设置图形界面载入相关磁盘，分区，压缩相关驱动

set root=’hd0,gpt2′

设置配置文档的位置 ，硬盘从0开始编号，分区从1开始编号，我们centos7安装再/dev/sda2

NAME MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda 8:0 0 100G 0 disk
├─sda1 8:1 0 2M 0 part
├─sda2 8:2 0 1G 0 part /boot

search –no-floppy –fs-uuid –set=root –hint-bios=hd0,gpt2 –hint-efi=hd0,gpt2 –hint-baremetal=ahci0,gpt2 –hint=’hd0,gpt2′ 0610d7ed-4486-465d-87e5-ac74cdf92150

按照文件，label，UUID查找设备

[root@centosgpt ~]# cat /etc/fstab

…
/dev/mapper/centos-root / xfs defaults 0 0
UUID=0610d7ed-4486-465d-87e5-ac74cdf92150 /boot xfs defaults 0 0
…

linux16 /vmlinuz-3.10.0-862.el7.x86_64 root=/dev/mapper/centos-root ro crashkernel=auto rd.lvm.lv=centos/root rd.lvm.lv=centos/swap rhgb quiet

载入Linux kernel image，在16bit模式下这个指令只用于X86系统

nitrd16 /initramfs-3.10.0-862.el7.x86_64.img

载入inital ramdisk ，为启动Kernal image，这个指令只用于X86系统

2. 通过chainloader转交控制权：

### BEGIN /etc/grub.d/40_custom ###

submenu mainmenu {
menuentry 'Go to Centos7' --id 'centos' {
        insmod chain
        insmod xfs
        insmod part_gpt
        set root=(hd0)
        chainloader +1
}
menuentry 'Go to Ubuntu' --id 'ubuntu' {
        insmod chain
        insmod ext2
        insmod part_gpt
        set root=(hd1)
        chainloader +1
}
menuentry 'Go to CentOs' --id 'Centos' {
       set root=(hd0)
       chainloader +1
}
}

chainloader +1

boot的控制权交给下一个boot sector或MBR/GPT内的boot loader。+1表示获取当前分区的第一个扇区。

4）grub2相关命令：

grub2-install : 安装grub到指定设备

grub2-mkconfig（ubuntu：grub-mkconfig/update-grub）：生成grub.cfg

grub2-set-default: 后面参数为数字，代表启动列表中内核索引， grub2-set-default　2 ，选择第三项

saved_entry 值设置为最新安装的内核包类型内核的名称），grub2-set-default最终通过修改该值来设置要选择的内核版本。

参考：

centos wiki Grub2

鸟哥私房菜第19章

鸟哥私房菜第2章

Disk Partitioning wiki

GNU doc BIOS installation

Arch boot process

BIOS boot partition

Volume boot record

GRUB bootloader – Full tutorial

GRUB2 boot loader-Full tutorial

https://docs.fedoraproject.org/en-US/fedora/latest/system-administrators-guide/kernel-module-driver-configuration/Working_with_the_GRUB_2_Boot_Loader/

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grub2 配置centos7，ubuntu

一 虚拟机安装centos7，ubuntu配置grub2启动

1. 环境准备及安装

2. 配置 boot loader 软件grub2：

1）. 通过grub2-mkconfig 自动扫描：