关于计算机启动流程的讨论总结

本文详细解析了Linux系统下的GRUB启动流程,包括MBR、活动分区及GRUB如何引导多系统等内容,帮助读者理解复杂的启动过程。

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bootsect.s  Grub stage1 MBR 512 覆盖 分区表             2013-10-18 18:54:50          

分类: LINUX

http://blog.sina.com.cn/s/blog_6c9d65a10100mjas.html

linux清空mbr

在dos下可以用fdisk /mbr清一下mbr。在linux下可以用dd命令实现
mbr是512个字节,用0填充这个区域,这样mbr原先的数据就没有了。
dd if=/dev/zero  of=/dev/sda  bs=446 count=1
if 输入文件 /dev/zero这是一个伪设备文件,实际上产生连续的null流,即二进制0流。
of 输出文件 这里指定一个硬盘
bs 块的大小
count 复制块的次数,表示有多少个块,网上查说是可以这么理解:bs表示一个扇区的大小,count表示有多少个扇区。
这表示前446个字节被0填充了,后66个存放分区表,如果也填充了,分区就没有了。
这样虽然清空了,但系统的loader也没有了,所以机器也启动不了了。
可以用fdisk /mbr (msdos)的命令把m$的bootloader写入mbr的前446个字节内,m$的bootloader是根据分区的activity信息来决这下装入哪个分区的。
也可以用linux的grub-install  /dev/sda 把自身的stage1内容写入mbr的前446个字节内,但实际上grub很大,不可能全部放在446个字节里,其它内容放在/boot/grub下面。

dd if=/dev/zero  of=/dev/sda  bs=512 count=1
这样分区表也没有了。




mbr:
mbr是主引导记录,它记录了整个硬盘的分区信息。格式化不能清除mbr
mbr在物理磁盘的0柱面,0磁道,1扇区,它由三部分组成,主引导程序,硬盘分区表,硬盘有效标志(55AA)。
主引导程序占用:446个字节。
分区表占用:64字节,每个分区表项长16个字节,一共4个,所以最多4个主分区(包括扩展分区)

有效标志:固定为55AA,如果该标志错误,系统不能启动。


知道这些可以备份分区表:
dd if=/dev/sda  of=mbr.bak  bs=512 count=1

恢复分区表:
dd if=mbr.bak of=/dev/sda  bs=512  count=1

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http://tech.ccidnet.com/art/302/20070821/1184789_1.html

关于Linux系统下Grub启动流程的讨论总结

全世界linuxer都知道grub是什么东西,但对于MBR引导到grub再引导到具体操作系统的这个流程可能有不少朋友就比较迷糊了。这不,cu上一位朋友就发出了这样一个求助贴:


假如现在一台电脑上装了WIN2000系统,那么我现在在装上LINUX系统和 GRUB,那么假如把GRUB装在主分区的话,GRUB直接引导  LINUX和WIN2000,我是可以理解的,因为MBR中是GRUB的STAGE1(对不对呢?),MBR通过检查DPT分区信息引导系统跳转至DBR (活动分区),我这里想问的活动分区是什么时候设的呢?那么装GRUB到MBR里,那原来MBR中的WIN的引导信息是怎么处理的呢?是不是我们假如说装 GRUB到MBR的时候,GRUB就把GRUB所在那个区设置为了活动分区了呢?然后GRUB引导时候,MBR就找到那个活动分区找到所需要的文件,然后 继续呢?假如说把GRUB装到其他分区(非主引导区)的话,那是怎么样实现GRUB先启动的呢?不是先MBR吗?因为装到了其他分区,没有改主引导区,因 此主引导区还是WIN2000的引导数据啊,怎么会GRUB先启动了呢?这是为什么呢?跟活动分区有关系没有呢?我看资料上写的是哪个系统启动哪个系统就 是活动分区,可是那样的话,似乎就解释不通了啊,就是最最开始这个地方一直不懂,理不清楚。


下面就是cu各个玩家对这个问题分析讨论的总结。


首先让我们看看传统的启动流程:加载并运行Master Boot Record(MBR)主引导区内容(如lilo等)。然后扫描分区表,定位活动分区,并将活动分区上的引导扇区内容加载到内存中执行。


系统引导过程主要由以下几个步骤组成(以硬盘启动为例)


1、 开机;

2、 BIOS加电自检(POST——Power On Self Test),内存地址为0fff:0000;

3、 将硬盘第一个扇区(0头0道1扇区,也就是Boot Sector)读入内存地址0000:7c00处;

4、 检查(WORD)0000:7dfe是否等于0xaa55.若不等于则转去尝试其他介质;如果没有其他启动介质,则显示 “No ROM BASIC” ,然后死机;

5、 跳转到0000:7c00处执行MBR中的程序;

6、 MBR先将自己复制到0000:0600处,然后继续执行;

7、 在主分区表中搜索标志为活动的分区。如果发现没有活动分区或者不止一个活动分区,则停止;

8、 将活动分区的第一个扇区读入内存地址0000:7c00处;

9、 检查(WORD)0000:7dfe是否等于0xaa55,若不等于则显示 “Missing Operating System”,然后停止,或尝试软盘启动;

10、 跳转到0000:7c00处继续执行特定系统的启动程序;

11、 启动系统。


装grub到逻辑分区,那么就一定把grub装入的逻辑分区设为活动的。不过,这时候,grub接管了11步以后的动作:从stage 1.5读出grub.conf。再由配置和用户选择决定下一步的引导行为。


一般安装grub都有两种情况,对于安装到MBR这种情况而言,GRUB直接覆盖了原来 的MBR引导程序。这也是为什么要换回“原来的 windows的引导方式”,只要用dos引导fdisk  /mbr一下就可以的原因。为什么可以这样做,请注意,1-11步中有两个地方出现了0000:7c00。不管是dos boot sector还是nt loader它本身也是从0000:7c00运行的。其实ms当年开发分区管理的这个小程序相当于是在bios引导boot  sector中插进去的。grub因为也是写的从0000:7c00这个内存开始的子程序,那么既可以被BIOS加载又可以被dos的MBR加载应该好理 解了吧。


开机自检后,引导权交给了硬盘的MBR,此时grub就启动了。由grub来引导 windows  /linux都可以。注意:linux不一定要安装在活动分区,因为引导程序在MBR!但是windows一定要安装在活动分区(可引导的  windows),第二个windows可以不安装在活动分区,但它的引导文件一定在活动分区。


大体顺序是:


grub—->windows–>查找引导文件—引导加载—启动windows

grub—->linux—>查找引导文件(/boot)–>引导加载—启动linux


那么,如果把grub安装到了其它的分区上,不是MBR呢?这是grub所装在的那个主 分区必须被设为活动分区。因为MBR(物理主引导分区)中其实并没有  OS相关的引导程序的,通常MBR只是扫描并读取随后的分区表,找到相应的活动分区,读取相应活动分区的第一个扇区的512字节程序并运行,该程序负责进 一步引导相应分区的相应系统。因此,大概的运行次序是

BIOS—>MBR—->GRUB—->菜单。


这样,大体的真实流程就可以总结如下了:


1、 开机;

2、 BIOS加电自检(POST——Power On Self Test),内存地址为0fff:0000;

3、 将硬盘第一个扇区(0头0道1扇区,也就是Boot Sector)读入内存地址0000:7c00处;

4、 检查(WORD)0000:7dfe是否等于0xaa55.若不等于则转去尝试其他介质;如果没有其他启动介质,则显示 “No ROM BASIC” ,然后死机;

5、 跳转到0000:7c00处执行MBR中的程序;

6、  MBR先将自己复制到0000:0600处,然后继续执行;假如先装XP后装LINUX,并且LINUX没有装在MBR,那这个MBR中的数据还是WIN 写的数据,它的作用都是下步中所说的作用,就是搜索主分区表中标志为活动的分区,那么这个时候就必须把GRUB所在的主分区设置为活动的分区,这个时候才 能正常的启动GRUB,然后GRUB的STAGE1在调STAGE1.5和其他的,从而来引导整个系统。假如说先装XP后装LINUX,但是GRUB装在 了MBR,那样STAGE1直接调入内存,STAGE1在调STAGE1.5和STAGE2等,从而来引导系统。那这个时候是不需要将GRUB其他文件所 在的主分区设为活动分区的,它直接调STAGE1.5等,然后再调STAGE2等,来识别文件系统,从而实现可多启动。

7、 在主分区表中搜索标志为活动的分区。如果发现没有活动分区或者不止一个活动分区,则停止;

8、 将活动分区的第一个扇区读入内存地址0000:7c00处;

9、 检查(WORD)0000:7dfe是否等于0xaa55,若不等于则显示 “Missing Operating System”,然后停止,或尝试软盘启动;

10、 跳转到0000:7c00处继续执行特定系统的启动程序;

11、 启动系统。


一点资料:


能正常工作的grub应该包括一下文件:stage1、stage2、*stage1_5、menu.lst。

其中stage1的大小一定是512字节,它要被安装(也就是写入)某个硬盘的主引导记录,或者某个活动分区(这个分区要用fdisk标记成可启动的)的启动扇区。stage1的主要的也是唯一的作用就是找到你存放在硬盘上某个地方的stage2文件,来完成后续的工作。


stage2 文件可以存在在某个特定的文件系统中,比如你分了一个linux分区,在上面创建一个ext2文件系统,然后把这个文件拷贝到这个分区的某个目录下。也可以把stage2直接存放在硬盘的某个位置,也就是未分区的某个地方。不过,好像没有多少人会这么做吧。


因为stage1的容量有限(主引导记录MBR和启动扇区的大小只能够是512字节), 所以它对文件系统是无法识别的,那如果你把stage2存放 在  ext2或者fat格式的文件系统上,它如何来找到这个文件呢?这就要用到上面提到的那些stage1_5的文件了,它们负责解释文件系统。你的  stage2放在什么格式的文件系统上,就要调用对应的那个stage1_5文件。比如,你把stage2存放在ext2格式的文件系统上,就需要  e2fs_stage1_5;stage2存放在fat格式的文件系统上,就需要fat_stage1_5了。

<think>好的,我现在需要帮助用户了解如何将Ubuntu虚拟机转换为物理机启动,也就是P2V或V2P的逆向操作。首先,我得确认用户的具体需求。用户提到的是将虚拟机转换为物理机启动,这可能涉及到将虚拟磁盘中的系统迁移到物理硬件上,并确保其能够正确启动。 接下来,我需要回忆相关的工具和方法。根据之前提供的引用内容,用户提到了virt-p2v和virt-v2v工具。引用[1]中提到,virt-p2v通常是通过启动光盘或ISO来运行,以确保磁盘处于静默状态。而引用[2]则讨论了使用virt-v2v迁移VMware虚拟机到KVM环境的情况。不过,用户的问题是将Ubuntu虚拟机转换为物理机,这可能涉及到不同的工具和步骤。 首先,可能需要确认用户的环境。用户是否正在使用KVM或其他虚拟化平台?比如,如果虚拟机是运行在VMware或VirtualBox上,可能需要不同的导出方法。但用户的问题是关于Ubuntu虚拟机,所以假设用户可能使用的是常见的虚拟化软件如VirtualBox或VMware。 步骤一应该是备份虚拟机数据,确保在迁移过程中不会丢失重要数据。这是任何系统迁移的首要步骤。 然后,用户需要将虚拟机的磁盘转换为物理机可识别的格式。例如,将VMDK(VMware)或VDI(VirtualBox)转换为物理磁盘可以直接读取的格式,如RAW。可以使用qemu-img工具进行转换,例如: $$ qemu-img convert -f vmdk -O raw input.vmdk /dev/sdX $$ 这里需要替换目标磁盘设备为物理机的实际设备路径,比如/dev/sda。但需要注意的是,直接写入物理磁盘可能会覆盖现有数据,必须非常小心。 接下来,调整分区和文件系统。虚拟机中的磁盘分区可能使用的是虚拟化驱动,而物理机需要对应的硬件驱动。例如,Ubuntu虚拟机可能使用virtio驱动,而物理机可能需要SATA或NVMe驱动。需要检查并安装相应的内核模块,并更新initramfs。 另外,引导加载程序(如GRUB)需要重新安装到物理磁盘,以确保系统能够正确启动。可能需要chroot到目标系统进行GRUB的安装和配置: ```bash sudo mount /dev/sdX1 /mnt sudo mount --bind /dev /mnt/dev sudo chroot /mnt grub-install /dev/sdX update-grub exit ``` 此外,硬件差异可能导致启动问题,比如不同的网络接口、显卡驱动等。需要确保物理机的硬件驱动已经包含在系统中,或者在迁移前预先安装通用驱动。 用户可能还需要考虑使用专门的工具,如Clonezilla,来直接克隆虚拟机磁盘到物理机。Clonezilla支持多种文件系统,并且可以处理分区调整,这可能比手动操作更可靠。 另外,引用[3]中提到的系统启动流程,特别是GRUB的加载过程,可能在物理机启动时需要重新配置。确保/boot分区正确,并且GRUB配置文件(如grub.cfg)包含正确的内核参数和驱动选项。 最后,测试迁移后的物理机启动情况,可能需要进入救援模式调试启动问题,例如使用Live CD修复GRUB或调整fstab中的设备标识符(如从/dev/vda1改为/dev/sda1)。 总结步骤大致如下: 1. 备份虚拟机 2. 转换虚拟磁盘为物理磁盘格式 3. 将磁盘镜像写入物理磁盘 4. 调整驱动和内核模块 5. 重新安装和配置GRUB 6. 处理硬件差异和驱动问题 7. 测试启动并调试问题 同时,需要考虑工具的选择,如virt-p2v是否适用于此场景,或者是否需要其他工具如dd、Clonezilla等。引用[1]中提到virt-p2v通常用于物理机转虚拟机,而用户的需求相反,可能需要逆向操作,但工具可能不直接支持,因此需要手动步骤。 可能还需要修改/etc/fstab中的设备UUID或标识符,以匹配物理磁盘的分区。使用blkid命令获取正确的UUID,并更新fstab文件。 此外,网络配置可能需要调整,特别是如果虚拟机使用NAT而物理机使用DHCP或静态IP,需检查网络配置文件如/etc/netplan/*.yaml。 最后,用户可能需要了解如何调试启动失败的情况,例如通过查看启动日志(journalctl -b)或使用Live CD环境进行修复。</think>要将Ubuntu虚拟机转换为物理机启动(即V2P,虚拟机到物理机),需通过以下步骤实现: --- ### **步骤1:准备虚拟机磁盘** 1. **备份虚拟机** 确保虚拟机数据完整,避免迁移过程中数据丢失。 2. **导出虚拟机磁盘为物理兼容格式** 将虚拟磁盘(如VMDK、QCOW2)转换为`raw`格式,以便直接写入物理磁盘: ```bash qemu-img convert -f qcow2 -O raw ubuntu-vm.qcow2 ubuntu.raw ``` --- ### **步骤2:将镜像写入物理磁盘** 1. **识别目标物理磁盘** 使用`lsblk`或`fdisk -l`确认物理磁盘设备路径(如`/dev/sdX`)。 2. **写入镜像到物理磁盘** ```bash sudo dd if=ubuntu.raw of=/dev/sdX bs=4M status=progress ``` > **注意**:此操作会覆盖目标磁盘所有数据,需谨慎操作[^1]。 --- ### **步骤3:调整系统配置** 1. **更新文件系统标识符(UUID)** 虚拟机与物理机的磁盘UUID可能不同,需更新`/etc/fstab`: ```bash sudo blkid /dev/sdX1 # 获取新UUID sudo nano /etc/fstab # 替换旧UUID ``` 2. **重新安装GRUB引导程序** 通过Live CD启动物理机,挂载根分区并修复GRUB: ```bash sudo mount /dev/sdX1 /mnt sudo mount --bind /dev /mnt/dev sudo chroot /mnt grub-install /dev/sdX update-grub exit ``` 3. **调整硬件驱动** 物理机可能需要不同的内核模块(如SATA、NVMe驱动),需更新initramfs: ```bash sudo chroot /mnt apt install --reinstall linux-generic update-initramfs -u ``` --- ### **步骤4:验证启动** 1. **物理机启动测试** 断开虚拟机环境,尝试从物理磁盘启动。 2. **故障排查** -启动失败,使用Live CD检查`/var/log/boot.log`或`dmesg`日志。 - 确保`/boot`分区包含正确的内核和initramfs文件。 --- ### **工具替代方案** - **Clonezilla**:直接克隆虚拟机磁盘到物理机,支持分区调整[^3]。 - **Virt-p2v逆向操作**:虽然`virt-p2v`设计用于P2V(物理机转虚拟机),但可手动模拟其逆向流程--- ### **常见问题** 1. **硬件兼容性** 虚拟机可能缺少物理机所需的驱动(如显卡、网卡),需提前安装通用驱动。 2. **磁盘容量差异** 若物理磁盘大于虚拟机磁盘,需使用`gparted`扩展分区。 ---
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