TranslateProject/published/201601/20151229 Grub 2--Heal your bootloader.md
2016-02-01 07:53:55 +08:00

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Grub 2拯救你的 bootloader
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**没有什么事情比 bootloader 坏掉更让气人的了。充分发挥 Grub 2 的作用,让 bootloader 安分工作吧。**
为什么这么说?
- Grub 2 是最受欢迎的 bootloader ,几乎用在所有 Linux 发行版上。
- bootloader 是一个至关重要的软件,但是非常容易损坏。
- Grub 2 是兼具扩展性和灵活性的一款引导加载程序,提供了大量可定制选项。
Grub 2 是一款精彩的功能强大的软件。它不是 bootloader 界的一枝独秀,但却最受欢迎,几乎所有主要的桌面发行版都在使用它。 Grub 的工作有两个。首先,它用一个菜单展示计算机上所有已经安装的操作系统供你选择。其次,当你从启动菜单中选择了一个 Linux 操作系统, Grub 便加载这个 Linux 的内核。
你知道,如果使用 Linux ,你就离不开 bootloader 。然而它却是 Linux 发行版内部最鲜为人知的部分。在这篇文章里,我们将带你熟悉 Grub 2 一些著名的特性,强化你相关技能,使你在 bootloader 跑飞的时候能够自行处理。
Grub 2 最重要的部分是一堆文本文件和两个脚本文件。首先需要了解的是 `/etc/default/grub` 。这是一个文本文件,你可以在里面设置通用配置变量和 Grub 2 菜单(见下方 “常见用户设置” )的其它特性。
Grub 2 另一个重要的部分是 `/etc/grub.d` 文件夹。定义每个菜单项的所有脚本都放置在这里。这些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。文件 `00_header` 首先被读取,负责解析 `/etc/default/grub` 配置文件。然后是 Linux 内核的菜单项,位于 `10_linux` 文件中。这个脚本在默认的 `/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。
紧接着的是为第三方应用所用的脚本,如 `30_os-prober``40_custom`**os-prober** 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(见下方 “添加自定义菜单项”)中添加菜单项。
**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-mkconfig` 命令产生 `/boot/grub/grub.cfg` 文件。这个功能会解析 `/etc/grub.d` 目录中的脚本以及 `/etc/default/grub` 设置文件来定义你的设置情况。
###图形化的引导修复###
多亏了 Boot Repair 应用只需要点击按钮Grub 2 许许多多的问题都能轻易解决。这个漂亮小巧的应用有一个直观的用户界面可以扫描并识别多种硬盘布局和分区方案还能发现并正确识别安装在其中的操作系统。这个应用可以处理传统计算机里的主引导记录Master Boot Record (MBR),也可以处理新型 UEFI 计算机中的 GUID 分区表GUID Partition Table)GPT
Boot Repair 最简单的使用方式是安装到 Live Ubuntu 会话中。在一个 bootloader 损坏的机器上启动 Ubuntu Live 发行版,先通过添加它的 PPA 版本库来安装 Boot Repair ,命令如下:
sudo add-apt-repository ppa:yannubuntu/Boot Repair
然后刷新版本库列表:
sudo apt-get update
安装应用,如下:
sudo apt-get install -y Boot Repair
安装完毕后就启动应用。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推荐的修复按钮即可修复大部分坏掉的 bootloader 。修复 bootloader 之后,这个工具会输出一个短小的 URL ,你应该把它记录下来。这个 URL 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``/boot/grub/grub.cfg` )的内容。如果工具不能解决 bootloader 的问题,可以把你这个 URL 共享在你的发行版的论坛上,让其他人可以分析你的硬盘布局以便给你建议。
![](http://www.linuxvoice.com/wp-content/uploads/2015/10/boot-repair-large.jpg)
*Boot Repair 也可以让你定制 Grub 2 的选项。*
### Bootloader 急救 ###
Grub 2 引导问题会让系统处于几种不同状态。屏幕(如你所想,本该显示 bootloader 菜单的地方)所展示的文本会指示出系统的当前状态。如果系统中止于 **grub>** 提示符,表明 Grub 2 模块已经被加载,但是找不到 **grub.cfg** 文件。当前是完全版的 Grub 2 命令行 shell你可以通过多种方式解决此问题。如果你看到的是 **grub rescue>** 提示符,表明 bootloader 不能找到 Grub 2 模块或者找不到任何引导文件( boot files )。然而,如果你的屏幕只显示 GRUB 一词,表明 bootloader 找不到通常位于主引导记录( Master Boot Record )里的最基本的信息。
你可以通过使用 live CD 或者在 Grub 2 shell 中修正此类错误。如果你够幸运, bootloader 出现了 **grub>** 提示符,你就能获得 Grub 2 shell 的支配权,来帮助你排错。
接下来几个命令工作在 **grub>****grub rescue>** 提示符下。 **set pager=1** 命令设置显示分页( pager ),防止文本在屏幕上一滚而过。你还可以使用 **ls** 命令列出 Grub 识别出的所有分区,如下:
grub> ls
(hd0) (hd0,msdos5) (hd0,msdos6) (hd1,msdos1)
如你所见,这个命令列出分区的同时一并列出了分区表方案(即 msdos
你还可以在每个分区上面使用 **ls** 来查找你的根文件系统:
grub> ls (hd0,5)/
lost+found/ var/ etc/ media/ bin/ initrd.gz
boot/ dev/ home/ selinux/ srv/ tmp/ vmlinuz
你可以不写上分区名的 **msdos** 部分。同样,如果你忘记了尾部的斜杠( trailing slash )只输入 `ls (hd0,5)` ,那你将获得分区的信息,比如文件系统类型、总体大小和最后修改时间。如果你有多个分区,可以使用 `cat` 读取 `/etc/issue` 文件中的内容,来确定发行版,格式如 `cat (hd0,5)/etc/issue`
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** 。此时输入以下命令:
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
第一个命令把 Grub 指向我们想引导进入的发行版所在的分区。接着第二个命令告知 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( initial ramdisk )文件的位置。你可以使用 tab 补全功能补全内核名字和虚拟文件系统( initrd: initial ramdisk )的名字,节省时间和精力。
输入完毕,在下一个 **grub>** 提示符后输入 `boot` Grub 将会引导进入指定的操作系统。
如果你在 **grub rescue>** 提示符下,情况会有些许不同。因为 bootloader 未能够找到并加载任何必需的模块,你需要手动添加这些模块:
grub rescue> set root=(hd0,5)
grub rescue> insmod (hd0,5)/boot/grub/normal.mod
grub rescue> normal
grub> insmod linux
如上所示,跟之前一样,使用 `ls` 命令列出所有分区之后,使用 `set` 命令标记起来。然后添加 **normal** 模块,此模块激活时将会恢复到标准 **grub>** 模式。如果 linux 模块没加载,接下来的命令会进行添加。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( initrd )文件,然后使用 `boot` 启动发行版,完美收官。
一旦成功启动发行版,别忘了为 Grub 重新产生新的配置文件,使用
grub-mkconfig -o /boot/grub/grub.cfg
命令。你还需要往 MBR 里安装一份 bootloader 的拷贝,使用
sudo grub2-install /dev/sda
命令。
![](http://www.linuxvoice.com/wp-content/uploads/2015/10/grub2-cfg-large.jpg)
*想要禁用 `/etc/grub.d` 目录下的脚本,你只需移除其可执行位,比如使用 `chmod -x /etc/grub.d/20_memtest86+` 就能将 Memory Test 选项从菜单中移除。*
### Grub 2 和 UEFI ###
在支持 UEFI 的机器(最近几年上市的机器大部分都是)调试坏掉的 Grub 2 增加了另一复杂的层次。恢复安装在 UEFI 机器上的 **Grub 2** 的和安装在非 UEFI 机器上的并没多大区别,只是新的固件处理方式不一样,从而导致了很多种恢复结果。
对于基于 UEFI 的系统,不要在 MBR 上安装任何东西。相反,你要在 EFI 系统分区EFI System Partition ESP )里安装 Linux EFI bootloader并且借助工具把它设置为 EFI 的默认启动程序,这个工具对于 Linux 用户是 `efibootmgr` ,对于 window 用户则是 `bcdedit`
照目前情况看,在安装任何与 Windows 8 兼容的主流桌面 Linux 发行版前,应该正确安装好 Grub 2。然而如果 bootloader 损坏,你可以使用 live 发行版修复机器。在启动 live 介质之时,请确保是以 UEFI 模式启动。计算机每个可移动驱动器的启动菜单将会有两个: 一个普通的和一个以 EFI 标记的。使用后者会用到 **/sys/firmware/efi/** 文件中的 EFI 变量。
在 live 环境中,挂载教程前面所提的安装挂掉系统的根文件系统。除此之外,还需要挂载 ESP 分区。假设分区是 **/dev/sda1** ,你可以如下所示挂载:
sudo mount /dev/sda1 /mnt/boot/efi
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。
在这里, Fedora 用户可以使用如下命令重新安装 bootloader
yum reinstall grub2-efi shim
但在此之前,需要使用
grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg
来产生新的配置文件。 Ubuntu 用户则改用以下命令
apt-get install --reinstall grub-efi-amd64
一旦 bootloader 正确就位,退出 chroot ,卸载所有分区,重启到 Grub 2 菜单。
### 伙计,我的 Grub 哪去了? ###
Grub 2 最好的特性是可以随时重新安装。因此,当其它像 Windows 之类的系统用它们自己的 bootloader 替换后,导致 Grub 2 丢失,你可以使用 live 发行版,寥寥数步即可重装 Grub 。假设你在 `/dev/sda5` 安装了一个发行版,若要重装 Grub ,你只需首先使用以下命令为发行版创建一个挂载目录:
sudo mkdir -p /mnt/distro
然后挂载分区,如下:
mount /dev/sda5 /mnt/distro
接着就能重装 Grub 了,如下:
grub2-install --root-directory=/mnt/distro /dev/sda
这个命令会改写 `/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****device.map**
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
在运行这个命令之前,请确保启动菜单中缺失的发行版的 root 分区已经挂载。如果你想添加的发行版有单独的 `/root``/home` 分区,在运行 `grub2-mkconfig` 之前,只需挂载包含 `/root` 的分区。
虽然 Grub 2 能够找到大部分发行版,但是在 Ubuntu 中尝试添加安装的 Fedora 系统需要额外的一个步骤。如果你以默认设置安装了 Fedora ,则发行版的安装器已经创建了 LVM 分区。此时你需要使用发行版的包管理系统安装 **lvm2** 驱动,如下
sudo apt-get install lvm2
才能使得 Grub 2 的 `os-prober` 脚本能够找到并将 Fedora 添加进启动菜单。
### 常见用户设置 ###
Grub 2 有很多可配置变量。 这里有一些 `/etc/default/grub` 文件中你最可能会修改到的常见变量。 **GRUB_DEFAULT** 变量指定默认的启动项,可以设置为数字值,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\_TIMEOUT** 变量指定启动默认菜单项之前的停留时间。 **GRUB\_CMDLINE\_LINUX** 列出了要传递给所有 Linux 菜单项的内核命令行参数。
如果 **GRUB\_DISABLE\_RECOVERY** 变量设置为 **true** ,那么将不生成恢复模式菜单项。这些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_GFXMODE** 变量同样有用,它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。
![](http://www.linuxvoice.com/wp-content/uploads/2015/10/grub2-cli-large.jpg)
*Grub 2 有个命令行模式,通过在 bootloader 菜单上按 C 进入。*
### 彻底的修复 ###
如果 `grub2-install` 命令不能正常运作,使得你无法引导进入 Linux ,你需要完整地重装以及重新配置 bootloader 。为此目的,需要用到强大的 **chroot** 功能将运行环境从 live CD 环境切换至我们想修复的 Linux 的安装位置。任何拥有 **chroot** 工具的 Linux live CD 都可以实现这个目的。不过需要确保 live 介质的系统架构和硬盘上系统的架构一致。因此当你希望 **chroot** 到 64 位系统,你必须使用 amd64 live 发行版。
启动进入 live 发行版之后,首先需要检查机器上的分区。使用 `fdisk -l` 列出磁盘上所有分区,记录你想修复的 Grub 2 系统所在的分区。
假设我们希望从安装在 `/dev/sda5` 中的发行版中恢复 bootloader 。启动终端使用如下命令挂载分区:
sudo mount /dev/sda5 /mnt
此时需要绑定bindGrub 2 bootloader 需要进入的目录,以便检测其它操作系统:
$ 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
此时可以离开 live 环境进入安装在 **/dev/sda5** 分区中的发行版了,通过 **chroot**
$ sudo chroot /mnt /bin/bash
现在可以安装、检测、以及升级 Grub 了,跟之前一样,使用
sudo grub2-install /dev/sda
命令来重装 bootloader 。因为 **grub2-install** 命令不能创建**grub.cfg** 文件,需要手动创建,如下
sudo grub-mkconfig -o /boot/grub/grub.cfg
这样应该就可以了。现在你就有了 Grub 2 的一份全新拷贝,罗列了机器上所有的操作系统和发行版。在重启电脑之前,你需要依次退出 chroot 系统,卸载所有分区,如下所示:
$ exit
$ sudo umount /mnt/sys
$ sudo umount /mnt/proc
$ sudo umount /mnt/dev/pts
$ sudo umount /mnt/dev
$ sudo umount /mnt
现在你可以安全地重启电脑了,而它应该会回退到 Grub 2 的控制之中,你已经修好了这个 bootloader。
### 添加自定义菜单项 ###
如果希望往 bootloader 菜单里添加菜单项,你需要在 **40_custom** 文件里添加一个启动段( boot stanza )。例如,你可以使用它展示一个菜单项来启动安装在可移动 USB 驱动里的 Linux 发行版。假设你的 USB 驱动器是 **sdb1** ,并且 vmlinuz 内核镜像和虚拟文件系统( initrd )都位于根 (/)目录下,在 **40_custom** 文件中添加以下内容:
menuentry “Linux on USB” {
set root=(hd1,1)
linux /vmlinuz root=/dev/sdb1 ro quiet splash
initrd /initrd.img
}
相比使用设备和分区名,使用它们的 UUID 可以获得更精确结果,比如
set root=UUID=54f22dd7-eabe
使用
sudo blkid
来获得所有已连接的驱动器和分区的 UUID 。你还可以为你磁盘上没被 os-prober 脚本找到的发行版添加菜单项,只要你知道该发行版的安装位置以及其内核和虚拟文件系统( initrd )的位置即可。
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via: https://www.linuxvoice.com/grub-2-heal-your-bootloader/
作者:[Mayank Sharma][a]
译者:[soooogreen](https://github.com/soooogreen)
校对:[wxy](https://github.com/wxy)
本文由 [LCTT](https://github.com/LCTT/TranslateProject) 原创编译,[Linux中国](https://linux.cn/) 荣誉推出
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