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關于Linux系統下Grub啟動流程的討論總結

發布時間: 2012/8/13 14:10:33

全世界linuxer都知道grub是什么東西，但對于MBR引導到grub再引導到具體操作系統的這個流程可能有不少朋友就比較迷糊了。這不，cu上一位朋友就發出了這樣一個求助貼：

假如現在一臺電腦上裝了WIN2000系統，那么我現在在裝上LINUX系統和GRUB，那么假如把GRUB裝在主分區的話，GRUB直接引導 LINUX和WIN2000，我是可以理解的，因為MBR中是GRUB的STAGE1（對不對呢？），MBR通過檢查DPT分區信息引導系統跳轉至DBR （活動分區），我這里想問的活動分區是什么時候設的呢？那么裝GRUB到MBR里，那原來MBR中的WIN的引導信息是怎么處理的呢？是不是我們假如說裝 GRUB到MBR的時候，GRUB就把GRUB所在那個區設置為了活動分區了呢？然后GRUB引導時候，MBR就找到那個活動分區找到所需要的文件，然后繼續呢？假如說把GRUB裝到其他分區（非主引導區）的話，那是怎么樣實現GRUB先啟動的呢？不是先MBR嗎？因為裝到了其他分區，沒有改主引導區，因此主引導區還是WIN2000的引導數據啊，怎么會GRUB先啟動了呢？這是為什么呢？跟活動分區有關系沒有呢？我看資料上寫的是哪個系統啟動哪個系統就是活動分區，可是那樣的話，似乎就解釋不通了啊，就是最最開始這個地方一直不懂，理不清楚。

下面就是cu各個玩家對這個問題分析討論的總結。

首先讓我們看看傳統的啟動流程：加載并運行Master Boot Record(MBR)主引導區內容（如lilo等）。然后掃描分區表，定位活動分區，并將活動分區上的引導扇區內容加載到內存中執行。

系統引導過程主要由以下幾個步驟組成（以硬盤啟動為例）

1、開機；

2、BIOS加電自檢（POST——Power On Self Test），內存地址為0fff：0000；

3、將硬盤第一個扇區（0頭0道1扇區，也就是Boot Sector）讀入內存地址0000：7c00處；

4、檢查（WORD）0000：7dfe是否等于0xaa55.若不等于則轉去嘗試其他介質；如果沒有其他啟動介質，則顯示 “No ROM BASIC” ，然后死機；

5、跳轉到0000：7c00處執行MBR中的程序；

6、MBR先將自己復制到0000：0600處，然后繼續執行；

7、在主分區表中搜索標志為活動的分區。如果發現沒有活動分區或者不止一個活動分區，則停止；

8、將活動分區的第一個扇區讀入內存地址0000：7c00處；

9、檢查（WORD）0000：7dfe是否等于0xaa55，若不等于則顯示 “Missing Operating System”，然后停止，或嘗試軟盤啟動；

10、跳轉到0000：7c00處繼續執行特定系統的啟動程序；

11、啟動系統。

裝grub到邏輯分區，那么就一定把grub裝入的邏輯分區設為活動的。不過，這時候，grub接管了11步以后的動作：從stage 1.5讀出grub.conf。再由配置和用戶選擇決定下一步的引導行為。

一般安裝grub都有兩種情況，對于安裝到MBR這種情況而言，GRUB直接覆蓋了原來的MBR引導程序。這也是為什么要換回“原來的 windows的引導方式”，只要用dos引導fdisk /mbr一下就可以的原因。為什么可以這樣做，請注意，1-11步中有兩個地方出現了0000:7c00。不管是dos boot sector還是nt loader它本身也是從0000:7c00運行的。其實ms當年開發分區管理的這個小程序相當于是在bios引導boot sector中插進去的。grub因為也是寫的從0000:7c00這個內存開始的子程序，那么既可以被BIOS加載又可以被dos的MBR加載應該好理解了吧。

開機自檢后，引導權交給了硬盤的MBR，此時grub就啟動了。由grub來引導windows /linux都可以。注意:linux不一定要安裝在活動分區，因為引導程序在MBR！但是windows一定要安裝在活動分區（可引導的 windows),第二個windows可以不安裝在活動分區，但它的引導文件一定在活動分區。

大體順序是：

grub—->windows–>查找引導文件—引導加載—啟動windows

grub—->linux—>查找引導文件(/boot)–>引導加載—啟動linux

那么，如果把grub安裝到了其它的分區上，不是MBR呢？這是grub所裝在的那個主分區必須被設為活動分區。因為MBR(物理主引導分區)中其實并沒有 OS相關的引導程序的，通常MBR只是掃描并讀取隨后的分區表，找到相應的活動分區，讀取相應活動分區的第一個扇區的512字節程序并運行，該程序負責進一步引導相應分區的相應系統。因此，大概的運行次序是

BIOS—>MBR—->GRUB—->菜單。

這樣，大體的真實流程就可以總結如下了：