GRUB │ 引导加载程序

最新推荐文章于 2025-05-01 10:27:10 发布

原创

最新推荐文章于 2025-05-01 10:27:10 发布 · 532 阅读

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GRUB是一个多引导加载程序，允许用户在多操作系统环境中选择启动系统。它分为GRUB Legacy和GRUB 2两个版本。GRUB的任务包括识别文件系统和多阶段执行。在BIOS+MBR或BIOS+GPT的系统中，GRUB通过不同步骤加载内核到内存。对于UEFI固件，其启动流程有所不同，但未在文中详细说明。

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在系统启动的第二步中，开始执行引导程序，那引导程序是哪里来的呢？引导程序是GRUB安装到MBR中。

GRUB，一个引导加载程序，属于GNU项目。它是「多引导规范」的「参考实现」，可以用户在安装了多个操作系统的主机上选择要启动的系统，或者选择特定的内核配置。

引导加载程序的任务

任务一、识别文件系统

操作系统的内核通常保存在文件系统中的，但是BIOS并没有文件系统的概念，因此BIOS无法直接启动内核。因此需要加入中间层，系统启动的大概为 BIOS -> BOOTLOADER -> KERNEL。因此在基于BIOS的系统中，读取文件系统的文件由 BOOTLOADER 负责。由引导加载程序加载内核到内存执行。这有两种途径：

	**途径一，直接读取物理扇区**：不管用什么文件系统，数据在磁盘上还是数据。所以，只要找到保存文件的扇区，将扇区依照顺序拼凑起来，即使不理解文件系统，也能够获取到文件。鉴于此，定义一个“间接层”，该层保存了内核所在的物理扇区，引导程序直接读取这个间接层来获取内核，这样就可以了。但是，这也带来了一些问题。内核文件不能动，移动、碎片整理、更新内核都会导致物理扇区发生变化。一旦变化，就要重新更新”间接层“，同时可能还要更新MBR中的代码（因为它要知道间接层的开始和结束位置）。这个方案不好。

	**途径二，理解文件系统**：让引导程序理解文件系统，这样就可以通过文件路径找到内核。这就要求引导程序中包含某些驱动程序，以识别文件系统。这种方法减少了对物理扇区的依赖，并且在内核文件发生修改之后，不需要更新引导程序。并且，由于可以理解文件系统，引导程序的配置文件可以保存在文件系统中。但是也存在一些缺点，这种途径增加了引导加载程序的大小和复杂性。