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GRUB如何正确引导Linux系统启动

GRUB是Linux系统的常用引导程序，启动时自动加载/boot/grub/grub.cfg配置文件，用户可通过编辑该文件或/etc/default/grub设置启动参数，执行update-grub生成新配置，支持多系统引导，可在启动菜单选择内核版本或操作系统，故障时可通过LiveCD使用grub-install命令重装引导。

GRUB如何引导Linux系统

在Linux系统中，GRUB（GRand Unified Bootloader）是最常用的启动引导程序，负责在计算机启动时加载操作系统内核，它的工作原理和配置方式是Linux用户需要掌握的核心知识之一，以下内容将详细解释GRUB如何引导Linux系统,并提供实践指导与常见问题解答。

GRUB的作用与启动流程

  1. 硬件初始化
    计算机启动时，BIOS/UEFI首先进行硬件自检（POST），随后查找可启动设备（如硬盘、U盘）。
  2. 加载GRUB
    当BIOS/UEFI找到包含GRUB的存储设备时，会执行存储在MBR（主引导记录）或UEFI分区中的GRUB引导程序。
  3. 显示引导菜单
    GRUB读取配置文件（/boot/grub/grub.cfg），显示可启动的操作系统列表，用户可选择进入不同内核版本或操作系统。
  4. 加载内核与初始化内存盘
    选定Linux系统后，GRUB会将内核（vmlinuz文件）和初始化内存盘（initramfs）加载到内存，并将控制权交给内核。
  5. 启动用户空间
    内核完成硬件初始化和根文件系统挂载后，启动systemd或init进程，进入用户登录界面。

GRUB配置文件解析

GRUB的核心配置文件是/boot/grub/grub.cfg，但此文件通常不直接编辑，而是通过修改模板文件/etc/default/grub和/etc/grub.d/目录下的脚本生成。

关键配置项

  • GRUB_DEFAULT：默认启动项（从0开始计数）。
  • GRUB_TIMEOUT：引导菜单等待时间（秒）。
  • GRUB_CMDLINE_LINUX：传递给内核的启动参数（如设置quiet splash隐藏启动日志）。

生成新配置文件的命令

sudo update-grub  # Debian/Ubuntu系列  
sudo grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg  # RHEL/CentOS/Fedora

修复GRUB引导的常见场景

系统重装Windows后丢失GRUB

  • 使用Live USB修复
    1. 启动Linux Live USB，打开终端。
    2. 挂载原系统的根分区和/boot分区（若独立）。
    3. 执行以下命令重新安装GRUB： 
      sudo grub-install --target=x86_64-efi --efi-directory=/boot/efi --bootloader-id=GRUB  # UEFI系统  
sudo grub-install /dev/sda  # BIOS系统（sda为硬盘设备名）  
sudo update-grub

GRUB Rescue模式

若提示grub rescue>，可能是分区表或引导文件损坏。

  1. 通过ls命令列出可用分区（如(hd0,msdos1)）。
  2. 手动定位Linux根分区和/boot分区： 
    set prefix=(hd0,msdos1)/boot/grub  
set root=(hd0,msdos1)  
insmod normal  
normal
  3. 进入系统后，重新生成GRUB配置并修复安装。

优化GRUB配置的实用技巧

  1. 美化引导菜单
    • 安装主题包（如grub2-themes），修改GRUB_THEME路径。
    • 调整分辨率：在/etc/default/grub中添加GRUB_GFXMODE=1920x1080。
  2. 多系统引导
    • 安装os-prober工具，自动检测Windows、macOS等其他系统。
  3. 安全启动支持

    对于UEFI系统，需启用Shim和签名内核（部分发行版默认支持）。

常见问题解答

Q：如何设置默认启动旧内核？
A：修改/etc/default/grub中的GRUB_DEFAULT为对应菜单项序号（如GRUB_DEFAULT="1>"），然后更新配置。

Q：GRUB配置文件错误导致无法启动怎么办？
A：在GRUB菜单界面按e编辑启动项，临时修复参数后进入系统，修正配置文件。

Q：UEFI和Legacy BIOS下GRUB有何区别？
A：UEFI模式下，GRUB安装到ESP（EFI系统分区），路径为/boot/efi/EFI/；Legacy BIOS则写入MBR。

引用说明

  • GNU GRUB手册：https://www.gnu.org/software/grub/manual/grub/
  • Linux内核启动流程文档：https://www.kernel.org/doc/html/latest/
  • UEFI规范：https://uefi.org/specifications

通过本文，您可全面了解GRUB在Linux系统引导中的角色与操作方法，建议在修改关键配置前备份数据,避免操作失误导致系统无法启动。

Grub引导配置Linux启动修复系统启动问题解决
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