引导程序：LILO与GRUB

前几天看到一篇很好的文章，将LILO和GRUB两种引导程序描述了一遍。刚好搭建了这个博客，就发上来看看，既是记录，也是分享。本文参考的文章放在开头表达对原作最大敬意：《引导加载程序之争：了解 LILO 和 GRUB》：https://blog.51cto.com/u_15930680/5990075 《BIOS、UEFI、Boot Loader都是些什么》：https://zhuanlan.zhihu.com/p/336441128

BIOS与Bootloader

无论在PC，还是嵌入式系统，需要运行操作系统，就绕不开引导加载程序，复杂的PC引导程序可以由BIOS来完成，实际上BIOS是闭源的，没有严格的标准，不同的厂商做的BIOS不同，也有采用开源UEFI，有的称UEFI BIOS，总而言之，传统的BIOS已经很少见了，计算机要考虑效率、性能、安全等问题，UEFI、BIOS、Bootloader都是混合在用，只是习惯上还是叫BIOS而已，主要功能一般描述为：对硬件进行初始化，对软件进行抽象。现在的BIOS固化发展过程： ROM（不能修改）->PROM（一次性修改）->EPROM（强紫外线擦除）->EEPROM（电擦除）->FLASH（专用程序修改）；当 BIOS 引导时，它会寻找硬盘驱动器第一个扇区（MBR）中存储的数据；BIOS 使用存储在 MBR 中的数据激活引导加载程序。对于嵌入式系统而言往往没有BIOS这样的固件，而采用了Bootloader。Bootloader启动过程一般分为两个步骤：首先进行硬件设备的初始化，为步骤2准备RAM空间，将Bootloader复制到RAM空间、设置堆栈等其次，再初始化需要的硬件，Bootloader将内核Kernel、文件系统从flash读入RAM等。

GRUB使用的一些常见问题

在Ubuntu版的Linux上GRUB命令一般是grub2，已经不支持在终端进入grub引导界面了，在编译完Linux内核得到image镜像文件、做完根文件系统后，还需要编写grub文本配置。由于最后是从U盘进入BIOS来启动引导，所以需要在U盘先创建一个grub分区，这个可以配置好文件系统类型（如fat32），由终端来进行安装，但是安装前U盘必须挂载到EFI分区......我自认我是谨慎得得过了度的人，由于每个人划分EFI分区习惯不同，我的EFI分区貌似已经由系统使用，我将U盘挂载到系统EFI分区，新建了文件夹挂载，安装成功，删除grub，取消挂载，我确认删除的是新建文件夹下的grub，然而当我打算从BIOS进入时，系统无法自动寻找Grub分区，果然系统分区没事还是不要改文件。解决方法是从grub手动寻找内核文件和文件系统，我对Linux安装位置还算了解，尝试了三个分区就找到了，一个一个试也可以，找到vmlinuz-X.X.XX-XX文件，同文件夹下找到根文件系统文件initrd-X.X.XX-XX.img，boot--成功开机，进入Linux后必须修复Grub，确保系统能自动运行才算成功，否则要么每次进入要手动配置、且Windows系统无法进入。值得一提的是，Linux和Windows的引导分区都安装在MBR，如果先安装Windows，再安装Linux，Linux会贴心地为你创建引导文件用于选择进入的系统；但是装了Linux又重装了Windows，Windows会覆盖MBR分区，会无法进入Linux。此外，现如今的系统的BIOS、Grub已经不完全是面向底层的操作了，厂商面向用户提供了良好的交互界面，这点是LILO以及传统BIOS所不具备的。

GRUB的配置

GRUB 的配置都是通过位于 /boot/grub/grub.conf的一个配置文件来完成的，示例文件（为1版，2版会略有改动，但原理基本一样）：

default=0     #默认顺序
timeout=10   #选择时间
splashimage=(hd1,3)/grub/splash.xpm.gz  #启动菜单背景
password --md5 $1$opeVt0$Y.br.18LyAasRsGdSKLYlp1
title Red Hat Linux    #系统名字
password --md5 $1$0peVt0$Y.br.18LyAasRsGdSKLYlp1
root (hd1,3)   #根位置设定
kernel /vmlinuz-2.4.18-14 ro root=LABEL=/  #内核位置
initrd /initrd-2.4.18-14.img     #根文件系统  
title Windows XP   #windows引导
password --md5 $1$0peVt0$Y.br.18LyAasRsGdSKLYlp1
rootnoverify (hd0,0)
chainloader +1

以上是较为完整的Grub配置，加入手动进入Linux，则无需如此复杂，一般为：

grub> set root=(hdn,m)  #根路径
grub> linux /boot/vmlinuz-3.13.0-29-generic root=/dev/sdxy  #内核
grub> initrd /boot/initrd.img-3.13.0-29-generic   #文件系统
grub> boot  #开机

需要说明的是（hdn,n）的n指明物理硬盘的序号，比如一个U盘为0，电脑内置硬盘为1等，若又多个物理硬盘就还会多，m则指代每个盘内的分区；同理sdxy，sd指明硬盘类型，x指代物理硬盘序号，第一个为a，第二个为b等等，y表示分区，1-4指明主分区或者扩展分区，5指明第一个逻辑分区等。

LILO

曾经是Linux系统传统的引导程序，可惜大多场合已经比较少用，我接触也少，直接看配置方法：

boot=/dev/hda   #引导分区
map=/boot/map   #描述符表，引导期间 LILO 内部使用的映射文件
install=/boot/boot.b  #含有引导加载程序的主要部分和二级部分文件
prompt    #等待用户响应
timeout=100  #等待时间
compact    #续的读磁盘的请求合并为一个单独的请求
default=Linux  #默认系统
image=/boot/vmlinuz-2.4.18-14  #内核
label=Linux       #选择显示的文本
root=/dev/hdb3    #根文件位置
read-only       #只读装载
password=linux
other=/dev/...  #其他系统
label=WindowsXP     
table=/dev/...  #与other连用指明位置

GRUB与LILO的不同

所有引导加载程序都以类似的方式工作，满足共同的目的。不过，LILO 和 GRUB 之间有很多不同之处： LILO 没有交互式命令界面，而 GRUB 拥有。 LILO 不支持网络引导，而 GRUB 支持。 LILO 将关于可以引导的操作系统位置的信息物理上存储在 MBR 中。如果修改了 LILO 配置文件，必须将 LILO 第一阶段引导加载程序重写到 MBR。相对于 GRUB，这是一个更为危险的选择，因为错误配置的 MBR 可能会让系统无法引导。使用 GRUB，如果配置文件配置错误，则只是默认转到 GRUB 命令行界面，因此，GRUB比LILO更适合应用在PC等场合的引导需求上。