引導文件

在預引導階段裏計算機所做的工作有：運行POST程序，POST將檢測系統的總內存以及其他硬件設備的狀況，將磁盤第一個物理扇區加載到內存，加載硬盤主引導記錄並運行，主引導記錄會查找活動分區的起始位置。接着活動分區的引導扇區被加載並執行，最後從引導扇區加載並初始化NTLDR文件。

在引導階段中，Windows XP將會依次經歷初始引導加載器階段、操作系統選擇階段、硬件檢測階段以及配置選擇階段這四個小的階段。

（1）在初始引導加載器階段中，NTLDR將把計算機的微處理器從實模式轉換為32位平面內存模式，在實模式中，系統會為MS－DOS預留640KB大小的內存空間，其餘的內存都被看做是擴展內存，在32位平面模式中系統將所有內存都視為可用內存，然後NTLDR執行適當的小型文件系統驅動程序，這時NTLDR可以識別每一個用NTFS或FAT格式的文件系統分區，至此初始引導加載器階段結束。

（2）當初始引導加載器階段結束後將會進入操作系統選擇階段，如果計算機上安裝了多個操作系統，由於NTLDR加載了正確的Boot.ini文件，那麼在啓動的時候將會出現要求選擇操作系統的菜單，NTLDR正是從boot.ini文件中查找到系統文件的分區位置。如果選擇了NT系統，那麼NTLDR將會運行NTDETECT.COM文件，否則NTLDR將加載BOOTSECT.DOS，然後將控制權交給BOOTSECT.DOS。如果Boot.ini文件中只有一個操作系統或者其中的timeout值為0，那麼將不會出現選擇操作系統的菜單畫面，如果Boot.ini文件非法或不存在，那麼NTLDR將會嘗試從默認系統卷啓動系統。

小提示：NTLDR啓動後，如果在系統根目錄下發現有Hiberfil.sys文件且該文件有效，那麼NTLDR將讀取Hiberfil.sys文件裏的信息並讓系統恢復到休眠以前的狀態，這時並不處理Boot.ini文件。

（3）當操作系統選擇階段結束後將會進入硬件檢測階段，這時NTDETECT.COM文件將會收集計算機中硬件信息列表，然後將列表返回到NTLDR，這樣NTLDR將把這些硬件信息加載到註冊表“HKEY_LOCAL_MACHINE”中的Hardware中。

（4）硬件檢測階段結束後將會進入配置選擇階段，如果有多個硬件配置列表，那麼將會出現配置文件選擇菜單，如果只有一個則不會顯示。

在加載內核階段中，NTLDR將加載NTOKRNL.EXE內核程序，然後NTLDR將加載硬件抽象層(HAL.dll)，接着系統將加載註冊表中的“HKEY_MACHINESystem”鍵值，這時NTLDR將讀取“HKEY_MACHINESystemselect”鍵值來決定哪一個ControlSet將被加載。所加載的ControlSet將包含設備的驅動程序以及需要加載的服務。再接着NTLDR加載註冊表“HKEY_LOCAL_MACHINESystemservice”下的start鍵值為0的底層設備驅動。當ControlSet的鏡像CurrentControlSet被加載時，NTLDR將把控制權傳遞給NTOSKRNL.EXE，至此引導過程將結束。

小提示：如果在啓動的時候按F8鍵，那麼我們將會在啓動菜單中看到多種選擇啓動模式，這時NTLDR將根據用户的選擇來使用啓動參數加載NT內核，用户也可以在Boot.ini文件裏設置啓動參數。

“BOOT.INI”文件會在已經安裝了Windows NT/2000/XP的操作系統的所在分區，一般默認為C:下面存在。但是它默認具有隱藏和系統屬性，所以你要設置你的文件夾選項，以便把“BOOT.INI”文件顯示出來。我們可以用任何一種文本編輯器來打開他它。一般情況下，它的內容如下:

timeout=30

default=multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(1)Windows

[operating systems]

multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(1)Windows="Microsoft Windows XP Professional" /fastdetect

在Windows 2000或者是XP系統中，我們可以很容易的設置“BOOT.INI”文件。那就是在“我的電腦”上面點擊右鍵，選擇“屬性”打開“系統屬性”對話框，再點擊“高級”選項卡，在“啓動和故障修復”裏面點擊“設置”按鈕，就可以打開“啓動和故障修復”對話框了，在這裏面我們就可以對它進行詳細設置。

如果你擁有Windows XP操作系統，那麼你可以用“系統配置實用程序”來更方便的編輯“BOOT.INI”文件。具體做法是:打開“開始”菜單，點擊“運行”命令，再在彈出的文本框中輸入“msconfig”點擊“確定”後就會彈出“系統配置實用程序”，再點擊“BOOT.INI”選項卡。在這裏，我們可以很方便地設置文件。

言歸正傳，現在，來説明一下這個文件內容的含義。

系統加載部分

這一部分很簡單，只有兩個設定。那就是“timeout=”和“default=”。

“timeout=”就是設定開機時系統引導菜單顯示的時間，超過設定值則自動加載下面“default=”指定的操作系統。默認值是30，單位為秒。我們可以在這裏面設定等待時間的長短。如果將其設為“0”那麼就是不顯示系統引導菜單。

“default=”則是設定默認引導的操作系統。而等號後面的操作系統必須是已經在“[operating systems]”中存在的。如果想默認為加載另外的操作系統，我們可以參看“[operating systems]”中的操作系統列表，然後把想要加載的操作系統按照格式寫到“default=”後面就可以了。

操作系統部分

（[operating systems]）

在這裏面，列出了機器上所安裝的全部操作系統。比如機器上只有一個操作系統，那麼就只有一條信息，那就是“multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(1)Windows="Microsoft Windows XP Professional" /fastdetect”

在這裏需要注意的是，在英文引號內的文字就是引導操作系統菜單時顯示出來的讓我們選擇操作系統的提示文字，在這裏面我們可以隨意更改。而“multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(1) Windows”這一句就需要些解釋了。因為它涉及ARC（高級RISC計算機）命名，它是x86或RISC計算機中用於標識設備的動態方法。

ARC命名的第一部分用於標識硬件適配卡/磁盤控制器，它有兩個選項:SCSI和Multi。

Multi表示一個非SCSI硬盤或一個由SCSI BIOS訪問的SCSI硬盤，而SCSI則表示一個SCSI BIOS禁止的SCSI硬盤。(x)是硬件適配卡序號。Disk(x)表示SCSI總線號。如果硬件適配卡為Multi，其正確表示方法就為disk(0)，rdisk(x)則表示硬盤的序號，如果硬件適配卡為SCSI則忽略此值;

partition(x)表示硬盤的分區序號。瞭解這些，我們就可以解釋前面那條信息的含義了，即“multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(1) Windows”為，在0號非SCSI設備上的第0號磁盤上的第一個分區裏面的“Windows”目錄下可以找到能夠啓動的操作系統。

等號後的內容前面已經説過，那個就是引導菜單顯示出來的供我們選擇的提示文字。而後面的“/fastdetect”又是作什麼用的呢？這是一個開關符，用來控制啓動該操作系統時的具體選項，下面再來詳細的介紹各種開關符的含義:

/3GB:這是Win2000 SP3新引入的。這使得用户區和系統區分為3G比1G的比例。只有用户使用NT企業版，應用程序也支持3GB選項時，此選項才生效。

/BASEVIDEO:使用標準VGA方式啓動。這種方式主要用於顯示驅動程序失效時。

/BAUDRATE:指出用於調度的波特率，如果用户不設置，則使用默認的9600，而對於線纜Modem則使用19200。

/BOOTLOG:使Win2000將日誌寫入 %SystemRoot%NTBTLOG.TXT 。

/BURNMEMORY=:使NT在已知的內存上少使用指定的數量，如果/burnmemory=64，則有64M內存NT不使用。

/CRASHDEBUG:調度器在NT啓動時啓動，只有在內核錯誤時才有用，如果系統經常會無故出錯，這個選項就很有用了。

/DEBUG:在啓動NT時調入調度器，它可以在任何時間激活，在錯誤可以再次出現時使用它比較合適。

/DEBUGPORT= comx :指定用於調度的端口，其它X就指端口號。

/FASTDETECT:對於Win2000啓動時，它使系統不檢查串行口和並行口。

/HAL=:允許用户不使用默認的HAL。

/INTAFFINITY:設置多處理器HAL(HALMPS.DLL)，使編號最大的處理器接收中斷請求。如果不設置此選項，Win2000會使所有處理器接收中斷請求。

/KERNEL=:與上面的功能相同，不過是針對SMP中的內核而言的。

/MAXMEM:n:指定NT可以使用的最大內存數，如果一個內存片損壞，這個開關就十分有用了。

/NODEBUG:不使用調試信息。

/NOGUIBOOT:指定此選項會使Win2000不加載VGA驅動程序，也就不會顯示啓動過程和失敗時的藍屏信息。

/NOSERIALMICE=[COMx | COMx,y,z…]:在特定的COM中上禁止對串行鼠標的檢測。如果用户有一個非鼠標設備接在COM口上，這個選項會十分有用。如果此開關未加參數，系統會禁止所有COM口。

/NUMPROC=n:只允許前N個系統處理器工作。

/ONECPU:在多處理器中只使用一個處理器。

/PCILOCK:不讓NT為PCI設置分配IO/IRQ資源，而啓用BIOS設置。

/SAFEBOOT:安全啓動，這個大家一定十分熟悉，Win2000只啓動HKLMSystemCurrentControlSet

ControlSafeBoot中的驅動程序和服務，其後跟三個參數MINIMAL，NETWORK或DSREPAIR之一。MINIMAL和NETWORK在允許網絡下啓動系統。而DSREPAIR要求系統從備份設備中調入活動目錄的設置。還有一個選項是"(ALTERNATESHELL)"，它讓系統調入由HKLMSystemCurrentControlSet

SafeBootAlternateShell指定的SHELL程序，而不使用默認的Explorer。

/SOS:在調入驅動程序名時顯示它的名字，在因驅動問題而無法啓動時使用比較好。

/WIN95:在裝有三個系統DOS、Win9x和Windows NT的系統上，讓NTLDR直接調用Win9x。啓動文件BOOTSECT.W40。

/WIN95DOS:在裝有三個系統DOS、Win9x和Windows NT的系統上，讓NTLDR直接調用DOS啓動文件BOOTSECT.DOS

/YEAR=:使用指定的年份，如果設置為/YEAR=2005，那現在的時間就是2005年，此選項僅對NT4+SP4和Win2000生效。

Vista SP1以後引導文件發生改變

此處轉自Win Vista系統的幫助和支持

boot.ini文件發生了什麼變化？

在 Windows 的較早版本中，boot.ini是系統文件，它包含有關計算機上安裝的 Windows操作系統的信息。當您打開計算機時，在啓動的過程中顯示該信息。它在多重引導配置中或者對於需要自定義 Windows 啓動方式的高級用户或管理員最有用。

在此版本的 Windows 中，boot.ini文件已經替換為啓動配置數據 (BCD)。該文件比boot.ini功能多，它可應用於使用其他方式而非基本輸入/輸出系統 (BIOS) 的計算機平台來啓動計算機。

如果您需要對 BCD 進行更改（如從顯示的操作系統列表中刪除條目），請使用命令行工具Bcdedit，它是專門用於管理員和 IT 專業人員的高級工具。有關Bcdedit的技術信息，請轉到Microsoft IT 專業人員網站。

如果您的計算機是多重引導配置，您仍然可以通過使用“控制面板”中的“系統”來更改默認情況下打開哪個 Windows操作系統以及顯示操作系統列表的時間。

單擊打開“系統”。

在左窗格中，單擊“高級系統設置”。 如果系統提示您輸入管理員密碼或進行確認，請鍵入密碼或提供確認。

單擊“高級”選項卡，然後在“啓動和故障恢復”下單擊“設置”。

在“系統啓動”下，選擇默認的操作系統以及顯示操作系統列表所需的時間，然後單擊“確定”。

Uinx和Linux系統下引導文件由於開源的方式引導可以用不同的程序常見的有Grub和Lilo

從主引導記錄到第一個用户空間應用程序的指導

級別： 初級

M. Tim Jones ,顧問工程師, Emulex

2006 年 7 月 26 日

引導

Linux® 系統的過程包括很多階段。不管您是引導一個標準的 x86桌面系統，還是引導一台嵌入式的 PowerPC® 機器，很多流程都驚人地相似。本文將探索 Linux 的引導過程，從最初的引導到啓動第一個用户空間應用程序。在本文介紹的過程中，您將學習到各種與引導有關的主題，例如引導加載程序、內核解壓、初始 RAM 磁盤以及 Linux 引導的其他一些元素。

早期時，啓動一台計算機意味着要給計算機喂一條包含引導程序的紙帶，或者手工使用前端面板地址/數據/控制開關來加載引導程序。儘管目前的計算機已經裝備了很多工具來簡化引導過程，但是這一切並沒有對整個過程進行必要的簡化。

讓我們先從高級的視角來查看 Linux 引導過程，這樣就可以看到整個過程的全貌了。然後將回顧一下在各個步驟到底發生了什麼。在整個過程中，參考一下內核源代碼可以幫助我們更好地瞭解內核源代碼樹，並在以後對其進行深入分析。

1.概述

我們在 20,000 英尺的高度看到的視圖。

Linux 引導過程在 20,000 英尺處的視圖

當系統首次引導時，或系統被重置時，處理器會執行一個位於已知位置處的代碼。在個人計算機（PC）中，這個位置在基本輸入/輸出系統（BIOS）中，它保存在主板上的閃存中。嵌入式系統中的中央處理單元（CPU）會調用這個重置向量來啓動一個位於閃存/ROM 中的已知地址處的程序。在這兩種情況下，結果都是相同的。因為 PC 提供了很多靈活性，BIOS 必須確定要使用哪個設備來引導系統。稍後我們將詳細介紹這個過程。

當找到一個引導設備之後，第一階段的引導加載程序就被裝入 RAM 並執行。這個引導加載程序在大小上小於 512字節（一個扇區），其作用是加載第二階段的引導加載程序。

當第二階段的引導加載程序被裝入 RAM 並執行時，通常會顯示一個動畫屏幕，並將 Linux 和一個可選的初始 RAM磁盤（臨時根文件系統）加載到內存中。在加載映像時，第二階段的引導加載程序就會將控制權交給內核映像，然後內核就可以進行解壓和初始化了。在這個階段中，第二階段的引導加載程序會檢測系統硬件、枚舉系統鏈接的硬件設備、掛載根設備，然後加載必要的內核模塊。完成這些操作之後啓動第一個用户空間程序（init），並執行高級系統初始化工作。

這就是 Linux 引導的整個過程。現在讓我們深入挖掘一下這個過程，並深入研究一下 Linux 引導過程的一些詳細信息。

系統啓動

系統啓動階段依賴於引導 Linux 系統上的硬件。在嵌入式平台中，當系統加電或重置時，會使用一個啓動環境。這方面的例子包括U-Boot、RedBoot 和 Lucent 的 MicroMonitor。嵌入式平台通常都是與引導監視器搭配銷售的。這些程序位於目標硬件上的閃存中的某一段特殊區域，它們提供了將 Linux內核映像下載到閃存並繼續執行的方法。除了可以存儲並引導 Linux 映像之外，這些引導監視器還執行一定級別的系統測試和硬件初始化過程。在嵌入式平台中，這些引導監視器通常會涉及第一階段和第二階段的引導加載程序。

提取 MBR 的信息

要查看 MBR 的內容，請使用下面的命令：

# dd if=/dev/hda of=mbr.bin bs=512 count=1 # od -xa mbr.bin

這個 dd 命令需要以 root 用户的身份運行，它從 /dev/hda（第一個 IDE 盤） 上讀取前 512 個字節的內容，並將其寫入 mbr.bin 文件中。od 命令會以十六進制和 ASCII 碼格式打印這個二進制文件的內容。

在 PC 中，引導 Linux 是從 BIOS 中的地址 0xFFFF0 處開始的。BIOS 的第一個步驟是加電自檢（POST）。POST 的工作是對硬件進行檢測。BIOS 的第二個步驟是進行本地設備的枚舉和初始化。

給定 BIOS 功能的不同用法之後，BIOS 由兩部分組成：POST 代碼和運行時服務。當 POST 完成之後，它被從內存中清理了出來，但是 BIOS 運行時服務依然保留在內存中，目標操作系統可以使用這些服務。

要引導一個操作系統，BIOS 運行時會按照 CMOS 的設置定義的順序來搜索處於活動狀態並且可以引導的設備。引導設備可以是軟盤、CD-ROM、硬盤上的某個分區、網絡上的某個設備，甚至是 USB 閃存。

通常，Linux 都是從硬盤上引導的，其中主引導記錄（MBR）中包含主引導加載程序。MBR 是一個 512 字節大小的扇區，位於磁盤上的第一個扇區中（0 道 0 柱面 1 扇區）。當 MBR 被加載到 RAM 中之後，BIOS 就會將控制權交給 MBR。

第一階段引導加載程序

MBR 中的主引導加載程序是一個 512 字節大小的映像，其中包含程序代碼和一個小分區表。前 446 個字節是主引導加載程序，其中包含可執行代碼和錯誤消息文本。接下來的 64 個字節是分區表，其中包含 4 個分區的記錄（每個記錄的大小是 16 個字節）。MBR 以兩個特殊數字的字節（0xAA55）結束。這個數字會用來進行 MBR 的有效性檢查。

2. MBR 剖析

主引導加載程序的工作是查找並加載次引導加載程序（第二階段）。它是通過在分區表中查找一個活動分區來實現這種功能的。當找到一個活動分區時，它會掃描分區表中的其他分區，以確保它們都不是活動的。當這個過程驗證完成之後，就將活動分區的引導記錄從這個設備中讀入 RAM 中並執行它。

第二階段引導加載程序

次引導加載程序（第二階段引導加載程序）可以更形象地稱為內核加載程序。這個階段的任務是加載 Linux內核和可選的初始 RAM 磁盤。

GRUB 階段引導加載程序

/boot/grub 目錄中包含了 stage1、stage1.5 和 stage2 引導加載程序，以及很多其他加載程序（例如，CR-ROM 使用的是 iso9660_stage_1_5）。

在 x86 PC 環境中，第一階段和第二階段的引導加載程序一起稱為 Linux Loader（LILO）或 GRand Unified Bootloader（GRUB）。由於 LILO 有一些缺點，而 GRUB 克服了這些缺點，因此下面讓我們就來看一下 GRUB。（有關 GRUB、LILO 和相關主題的更多內容，請參閲本文後面的 參考資料 部分的內容。）

關於 GRUB，很好的一件事情是它包含了有關 Linux 文件系統的知識。GRUB 不像 LILO 一樣使用裸扇區，而是可以從 ext2 或 ext3 文件系統中加載 Linux 內核。它是通過將兩階段的引導加載程序轉換成三階段的引導加載程序來實現這項功能的。階段 1 （MBR）引導了一個階段 1.5 的引導加載程序，它可以理解包含 Linux 內核映像的特殊文件系統。這方面的例子包括 reiserfs_stage1_5（要從 Reiser 日誌文件系統上進行加載）或 e2fs_stage1_5（要從 ext2 或 ext3 文件系統上進行加載）。當階段 1.5 的引導加載程序被加載並運行時，階段 2 的引導加載程序就可以進行加載了。

當階段 2 加載之後，GRUB 就可以在請求時顯示可用內核列表（在 /etc/grub.conf 中進行定義，同時還有幾個軟符號鏈接/etc/grub/menu.lst 和 /etc/grub.conf）。我們可以選擇內核甚至修改附加內核參數。另外，我們也可以使用一個命令行的 shell 對引導過程進行高級手工控制。

將第二階段的引導加載程序加載到內存中之後，就可以對文件系統進行查詢了，並將默認的內核映像和 initrd 映像加載到內存中。當這些映像文件準備好之後，階段 2 的引導加載程序就可以調用內核映像了。

內核

GRUB 中的手工引導

在 GRUB 命令行中，我們可以使用 initrd 映像引導一個特定的內核，方法如下：

grub＞ kernel /bzImage-2.6.14.2

[Linux-bzImage, setup=0x1400, size=0x29672e]

grub＞ initrd /initrd-2.6.14.2.img

[Linux-initrd @ 0x5f13000, 0xcc199 bytes]

grub＞ boot

Uncompressing Linux... Ok, booting the kernel.

如果您不知道要引導的內核的名稱，只需使用斜線（/）然後按下 Tab 鍵即可。GRUB 會顯示內核和 initrd 映像列表。

當內核映像被加載到內存中，並且階段 2 的引導加載程序釋放控制權之後，內核階段就開始了。內核映像並不是一個可執行的內核，而是一個壓縮過的內核映像。通常它是一個 zImage（壓縮映像，小於 512KB）或一個 bzImage（較大的壓縮映像，大於 512KB），它是提前使用 zlib 進行壓縮過的。在這個內核映像前面是一個例程，它實現少量硬件設置，並對內核映像中包含的內核進行解壓，然後將其放入高端內存中，如果有初始 RAM 磁盤映像，就會將它移動到內存中，並標明以後使用。然後該例程會調用內核，並開始啓動內核引導的過程。

當 bzImage（用於 i386 映像）被調用時，我們從 ./arch/i386/boot/head.S 的 start 彙編例程開始執行。這個例程會執行一些基本的硬件設置，並調用 ./arch/i386/boot/compressed/head.S 中的 startup_32 例程。此例程會設置一個基本的環境（堆棧等），並清除 Block Started by Symbol（BSS）。然後調用一個叫做 decompress_kernel 的 C 函數（在 ./arch/i386/boot/compressed/misc.c 中）來解壓內核。當內核被解壓到內存中之後，就可以調用它了。這是另外一個 startup_32 函數，但是這個函數在 ./arch/i386/kernel/head.S 中。

在這個新的 startup_32 函數（也稱為清除程序或進程 0）中，會對頁表進行初始化，並啓用內存分頁功能。然後會為任何可選的浮點單元（FPU）檢測 CPU 的類型，並將其存儲起來供以後使用。然後調用 start_kernel 函數（在 init/main.c 中），它會將您帶入與體系結構無關的 Linux內核部分。實際上，這就是 Linux內核的 main 函數。

3. Linux內核i386 引導的主要函數流程

通過調用 start_kernel，會調用一系列初始化函數來設置中斷，執行進一步的內存配置，並加載初始 RAM 磁盤。最後，要調用 kernel_thread（在 arch/i386/kernel/process.c 中）來啓動 init 函數，這是第一個用户空間進程（user-space process）。最後，啓動空任務，現在調度器就可以接管控制權了（在調用 cpu_idle 之後）。通過啓用中斷，搶佔式的調度器就可以週期性地接管控制權，從而提供多任務處理能力。

在內核引導過程中，初始 RAM 磁盤（initrd）是由階段 2 引導加載程序加載到內存中的，它會被複制到 RAM 中並掛載到系統上。這個 initrd 會作為 RAM 中的臨時根文件系統使用，並允許內核在沒有掛載任何物理磁盤的情況下完整地實現引導。由於與外圍設備進行交互所需要的模塊可能是 initrd 的一部分，因此內核可以非常小，但是仍然需要支持大量可能的硬件配置。在內核引導之後，就可以正式裝備根文件系統了（通過 pivot_root）：此時會將 initrd 根文件系統卸載掉，並掛載真正的根文件系統。

decompress_kernel 輸出

函數 decompress_kernel 就是顯示我們通常看到的解壓消息的地方：

Uncompressing Linux... Ok, booting the kernel.

initrd 函數讓我們可以創建一個小型的 Linux內核，其中包括作為可加載模塊編譯的驅動程序。這些可加載的模塊為內核提供了訪問磁盤和磁盤上的文件系統的方法，併為其他硬件提供了驅動程序。由於根文件系統是磁盤上的一個文件系統，因此 initrd 函數會提供一種啓動方法來獲得對磁盤的訪問，並掛載真正的根文件系統。在一個沒有硬盤的嵌入式環境中，initrd 可以是最終的根文件系統，或者也可以通過網絡文件系統（NFS）來掛載最終的根文件系統。

Init

當內核被引導並進行初始化之後，內核就可以啓動自己的第一個用户空間應用程序了。這是第一個調用的使用標準 C 庫編譯的程序。在此之前，還沒有執行任何標準的 C應用程序。

在桌面Linux 系統上，第一個啓動的程序通常是 /sbin/init。但是這不是一定的。很少有嵌入式系統會需要使用 init 所提供的豐富初始化功能（這是通過 /etc/inittab 進行配置的）。在很多情況下，我們可以調用一個簡單的 shell腳本來啓動必需的嵌入式應用程序。

結束語

與 Linux 本身非常類似，Linux 的引導過程也非常靈活，可以支持眾多的處理器和硬件平台。最初，加載引導加載程序提供了一種簡單的方法，不用任何花架子就可以引導 Linux。LILO 引導加載程序對引導能力進行了擴充，但是它卻缺少文件系統的感知能力。最新一代的引導加載程序，例如 GRUB，允許 Linux 從一些文件系統（從 Minix 到 Reise）上進行引導。

Linux引導grub和lilo的基本知識作者vivelo

目前，PC的性能越來越強大，尤其是超大容量的硬盤使我們有足夠的地方去安裝多個操作系統。Linux下最常用的多重啓動軟件就是LILO和Grub。

LILO是現在許多Linux缺省的引導程序，它的全稱是Linux Loader，擁有很強大的功能。Grub 也是一個多重啓動管理器，它的全稱是Grand Unified Bootloader。Grub的功能與LILO一樣,也是在多個操作系統共存時選擇引導哪個系統。它可以引導很多PC上常用的操作系統，其中就有Linux、FreeBSD、Solaris、Windows 9x、Windows NT；可以載入操作系統的內核和初始化操作系統；可以把引導權直接交給操作系統來完成引導；可以直接從FAT、minix、FFS、ext2或ext3分區讀取Linux內核。Grub 有一個特殊的交互式控制枱方式，可以手工裝入內核並選擇引導分區。

Grub和LILO

Grub與LILO的優缺點

由於Grub出現要比LILO晚，所以它可以實現LILO的絕大部分功能，可以代替LILO來完成對Linux的引導，特別適用於Linux與其它操作系統共存情況。

◆ 8.4GB問題

以前大多數Linux所帶較舊版本的LILO都有這樣的一個問題：啓動/boot分區不能分在超過1023柱面的地方，一般是在8.4GB左右的地方，否則LILO不能安裝，或者安裝後不能正確引導系統。Grub就不會出現這種情況，只要安裝時大硬盤是在LBA模式下，它就可以引導根分區在8GB以外的操作系統。如今，在LILO較新的版本中這個問題已經做了很好處理。

◆ 漂亮的Logo

Grub引導開機顯示一個漂亮的開機畫面,它可以是640×480、800×600、1024×768等各種模式畫面, 而且可以支持自動選擇最佳圖像模式。Linux愛好者可以通過改變這幅圖片來製作個性化開機畫面。

LILO源於文字界面，因此它在最新的版本中對開機畫面的支持也是很有限的。

◆ 執行模式

Grub不但可以通過配置文件進行引導，還可以在選擇引導前動態改變引導參數，動態加載各種設備。例如，在Linux下編譯了一個新的核心，但不能確定它能不能工作，就可以在引導時動態改變Grub的參數，此時即使Grub菜單配置不正確，但仍可以引導系統。Grub的命令行有非常強大的功能，而且支持如bash一樣的歷史功能，可以用上下鍵來尋找以前的命令。LILO就不支持這種模式。

在LILO下，既可以手工輸入操作系統的名字來引導不同的操作系統，也可使用一個菜單來選擇不同的系統進行引導。Grub也兼容以上的操作。

◆ 分區對Grub與LILO的影響

LILO是通過讀取硬盤上的絕對扇區來裝入操作系統，因此每次分區改變都必須重新配置LILO，如果調整了分區的大小及分區的分配，那麼LILO在重新配置之前就不能引導這個分區的操作系統了。而Grub是通過文件系統直接把核心讀取到內存，因此只要操作系統核心的路徑沒有改變，Grub就可以引導系統。

Grub和LILO支持多種外部設備，支持多種文件系統，動態裝載操作系統內核，甚至可以通過網絡裝載操作系統核心。Grub還支持多種可執行文件格式，支持自動解壓，可以引導不支持多重引導的操作系統等。

Grub和LILO的參數比較

1.安裝

敲入“makebootable”命令，就可以安裝Grub。而“lilo -v”則是重新安裝LILO。LILO引導扇區包括一個分區表的空間，所以LILO既可以安裝在MBR中，也可以安裝在某個分區的引導扇區。Grub和LILO同時都可以安裝在軟盤之中。製作Grub的啓動盤和製作LILO的啓動盤相差不大。

要製作引導盤，需執行一些簡單的步驟。首先確定Grub或LILO已經安裝，並且在新的軟盤上創建 ext2文件系統。然後進行安裝，將一張空盤插入軟驅，輸入：

#mke2fs /dev/fd0

創建了ext2文件系統後，需要安裝該文件系統。

（1）安裝Grub

進入Grub的目錄：

#cd /boot/grub

放入一張軟盤，執行以下命令：

#dd if=stage1 of=/dev/fd0 bs=512 count=1

#dd if=stage2 of=/dev/fd0 bs512 seek=1

Grub啓動盤就完成了。

（2）安裝LILO

#dd if=/dev/hda of=/dev/fd0 bs=512 count=1(因為LILO已經安裝在MBR中)

執行上述命令後LILO啓動盤就完成了。

Grub啓動時,會在/boot/grub/中尋找一個名字為menu.lst的配置文件，如果找不到此文件則不進入菜單模式直接進入命令行模式。menu.lst 是一個文本文件，可以用任何一個文本編輯器打開它。每一行代表一個配置命令，如果一行的第一個字符為“#”，則表明這一行為註釋，可以簡單地用增加或減少註釋行來改變配置。LILO使用一個文本文件/etc/lilo.conf作為其配置文件。LILO讀取lilo.conf，按照其中的參數將特定的LILO寫入系統引導區。如果修改了/etc/lilo.conf，就必須重新運行LILO命令，以保證LILO正常運行。

Grub和LILO有很多的相似的參數，見表1所示。

表1 Grub和LILO參數比較

相似功能 Grub的具體參數 LILO的具體參數

在second秒之後引導默認的操作系統timeout second timeout=tsecs

默認啓動選項 default num default=name

指定操作系統的名字和描述 title OS mode label

指出linux內核的路徑 Kernel image

指出開機畫面的文件所存放的路徑和文件名 Splash pathname/filename message=message-file

配置

（1）Grub和LILO共同的配置（括號內為LILO的參數）

指定引導默認的操作系統的等待時間：

timeout second（timeout=tsecs）

上面代碼表明設定second秒之後引導默認的操作系統。如果是timeout 5，就是5秒沒有其它指令就引導系統；如果設成-1，則Grub會一直等待直到用户選擇一個選項為止。

LILO中，timeout=50同樣設置等待鍵盤輸入的時長，單位是0.1秒。超過這段時間沒有輸入則為超時，系統將自動引導缺省的操作系統。如果不設置本參數，缺省的超時時間長度為無窮大。

指定引導的默認操作系統：

default num（default=name）

Grub中默認啓動第num+1行的操作系統，default=1則啓動第2個系統。LILO中是通過default=name指定缺省引導的操作系統，如default=LINUX表示將label為Linux的系統作為缺省引導的操作系統。如不指定該參數，排在lilo.conf中的第一個操作系統將作為缺省操作系統。

指定引導的操作系統的內核：

Kernel（image）

給Grub指定內核在哪兒，還要指出哪個文件是內核文件。例如kernel /boot/vmlinuz-2.2.16 root=/dev/hda7 ro説明/boot/vmlinuz-2.2.16 就是要載入的內核，後面的都是傳遞給內核的參數。root=/dev/hda7就是Linux根分區的所在分區，ro以只讀的方式打開。 LILO中是以image=filename來指定含有一個Linux內核的啓動選項的文件或設備。

指定引導操作系統時的信息文件：

Splash pathname/filename（message=message-file）

上面代碼指出Grub開機畫面文件所存放的路徑和文件名。LILO中，message=message-file命令用於指定一個包含註釋信息的文件，該文件將在系統“LILO”之前顯示。如果在LILO啓動時想獲取較多的信息，可以編輯這個文件，再使用該命令就可以了。文件中如果包含有ASCⅡ碼為0xFF的字符（Ctrl+L）則表示清屏。注意,文件的大小不能超過65535個字節。每次文件改變之後,都必須重新運行LILO命令重建map文件，以保證其正常顯示。

指定引導操作系統的名稱：

title OS mode（label）

上面代碼指出的字符就是Grub菜單項上所看見的選項，你可以寫上操作系統的名字和描述，如用 title Linux、 Single Mode代表這一選項是引導此Linux的單用户模式。在LILO中，label=name通過此參數來標識當前操作系統，即操作系統名。用户可通過在LILO提示後輸入name來引導特定的操作系統。

（2）LILO的配置信息

在LILO.conf中，最多有16個操作系統選項，它比Grub有更大的靈活性。LILO.conf配置文件主要分為兩部分：一部分是全局配置；另一部分是引導配置，“#”表示註釋。

◆ LILO的全局配置

全局參數是全程有效的，它可以出現在文件LILO.conf中的任何地方。

指定引導操作系統文件的備份：

backup=backup-file

force-backup=backup-file

install= file

在裝入LILO之前，將原先的引導區備份到backup-file。它可以備份到一個設備上,用户可以通過dd if=/boot/boot.bak of=/dev/hda bs=446 count=1恢復原先的MBR。force-backup=backup-file類似“backup”，但是會覆蓋原有的同名文件。install=file將指定的文件作為新的引導扇區來安裝，若未設置install選項，則將boot/boot.b作為默認缺省值使用。

指定一個用於安裝LILO的設備：

boot=boot-device

上面代碼指定一個用於安裝LILO的設備。通常LILO可安裝在如下幾個地方：

MBR：第一個硬盤的主引導區, 對應於/dev/hda、/dev/sda或者是/dev/hda0等。

Root: Linux根分區“/”上。

Floppy: LILO安裝在軟盤上，對應於/dev/fd0。LILO缺省安裝在根分區超級塊上。

指定用於優化壓縮LILO：

compact

該參數用於優化壓縮LILO，讓LILO把相鄰扇區的多次讀取請求合併成一次讀取請求，從而使MAP文件更小。因此，從軟驅讀取時推薦使用 compact 選項。

指定強制LILO等待用户的鍵盤輸入：

prompt

delay=tsecs

prompt forces

prompt給出“boot:”提示，強制LILO等待用户的鍵盤輸入，按下回車鍵則立即引導默認的操作系統；按下Tab顯示可供選擇的操作系統。大多數情況下，如果有多個操作系統應該使用參數，這樣留給用户一個選擇的餘地。在沒有指定“prompt”參數時，LILO將立即引導缺省的操作系統。“delay”參數在這之間插入一段延時，單位是1/10秒。如果未設置delay選項或設為0，則引導裝入程序就不會等待。prompt forces不等待任何的按鍵事件發生，就直接進入啓動提示符模式。如果設定了prompt選項而沒設定timeout選項，則不能自行啓動。

指定非標準硬盤的具體參數：

disk=device-name

上面代碼指定了非標準硬盤的具體參數。它有以下的幾個參數：bios，設備號；sectors，硬盤扇區數；heads，硬盤磁頭數；cylinders，硬盤柱面數；partition，用於物理定位特殊硬盤上的分區；start，每一分區的起始扇區。

指定磁盤的物理性能指標:

linear

table=device

fix-table

ignore-table

linear產生線性扇區地址，而非“扇區/磁頭/柱面”地址的linear扇區地址。因此，linear地址在運行時不依賴於硬盤參數。注意，在將LILO安裝到軟盤上時不能使用“linear”參數。table指定含有分區表的設備；若未指定該參數，引導裝入程序就不會把分區信息傳送到已啓動的操做系統。若一個已定位且引用了table選項的分區表被修改則必須重新運行LILO。fix-table選項使得LILO可對分區表上的扇區/磁頭/柱面，以及線性地址進行調整，從而建立每個分區表入口、包含有該分區的最前和最後一個扇區的扇區/磁頭/柱面及線性地址。ignore-table通知LILO忽略無效的硬盤分區表。

指定map文件：

Lock

map=map-file

指定map文件，沒有本項時缺省使用/boot/map，每次改動LILO都應產生一個新的與之相關map文件。Lock是告訴LILO，提示後立即按上一次的引導映像啓動計算機。允許自動記錄引導命令行，作為以後啓動的默認缺省值。

當用於啓動的引導映像不存在時，使用optional參數使LILO忽略它。這對用於測試一個不長期存在的Linux內核是有用的。

指定LILO設置口令保護：

password=password

restricted

上面代碼為LILO設置口令保護，每次重新啓動計算機提示用户輸入口令。因為這個密碼是明文的，設置了口令後建議將LILO.conf的文件屬性改為000，以免讓非root用户看到口令。restricted 與password聯用，使“password”僅作用於在LILO提示後有參數輸入的時候。

指定串行口控制器的參數：

serial=parameters （port, bps，parity，bits）

這將初始化指定的串口，並將使引導管理器能接收來自串口的輸入。

參數如下：

〈port〉 表示的串口號。

〈bps〉 串口速率。

〈parity〉設置串口校驗。一般情況下，LILO忽略奇偶校驗。n表示無校驗，e表示偶校驗，o表示奇校驗。

〈bits〉字符位數，只能取7或8，缺省值是8。當有奇偶校驗時只能取7。

用下面命令可以打開進程報告：

verbose=level

append=string

數目越大給出的冗長輸出越多。如果在LILO命令行中附加參數-v，則冗長標準也相應增加，最大的冗長標準是5。

append傳遞一個特殊硬件的參數串string給Linux系統的內核。它常用來配置一些Linux不能正確測試到的硬件設備。例如：append = “hda=128,64,200”指明該硬盤為128柱面、64磁頭、200扇區。

指定RAM盤的大小：

ramdisk=size

size為零時不建立RAM盤。忽略此參數時，RAM盤大小由Linux內核引導程序決定。

指定以何種讀寫方式載入根文件系統：

read-only

read-write

從字面上可以知道它們分別是通知LILO以只讀方式載入根文件系統，以讀寫方式載入根文件系統。

指定LILO引導Linux系統時的VGA模式：

vga=mode

指定LILO引導Linux系統時的VGA模式，有以下的參數值：

normal 常規80×25文本模式。

extended 80×50文本模式。

ask

引導時詢問用户使用哪一種VGA模式，這時敲回車鍵將顯示一個可分配的VGA模式表。如果不指定VGA模式，系統將缺省地使用包含在系統內核裏的VGA模式值。

◆ 引導配置

引導映像參數作用於每一個引導區。

設置包含Linux內核引導映像的文件或設備：

image=pathname

設置包含非Linux操作系統：

other=pathname

如DOS、Windows 95等系統引導的文件或設備，以提示啓動其它獨立的系統。

range=start-end

alias=name

loader=chain-loader

如果“image”參數被設置為一個設備，則Linux內核引導程序的存放範圍必須被range=start-end設置。alias給當前操作系統起一別名。loader=chain-loader指定LILO所需要的特定的引導程序，缺省值是/boot/chain.b。

LILO運行時會給出一些提示信息，這些信息對於深刻地瞭解Bootloader是很有益的。表2羅列了一些錯誤信息供參考。

表2 LILO出錯信息

LILO出錯信息 代表的意義

LILO提示信息 NULL LILO沒有安裝或者安裝lILO的分區沒有被激活

L LILO的第一部分已經被裝入並運行了，但它不能裝入第二部分的引導程序。這種情況通常發生在介質訪問失敗或硬盤參數錯誤。

LI LILO第一部分正確，但是第二部分執行時出錯。一般是硬盤參數有誤或/boot/boot.b與map程序不相匹配。

LIL LILO第二部分開始執行，但是不能從“map”文件中讀取描述符表（Descriptor Table）。磁盤介質錯誤或磁盤參數有誤。

LIL? LILO在錯誤的地方加載。

LIL- 描述符表錯誤。硬盤參數的不匹配或/boot/boot.b與map程序不相匹配。

磁盤錯誤碼0x00 由LILO扇區讀取子程序產生。map文件被破壞，或者當使用“linear”參數時訪問超出1024的柱面。

0x01 LILO訪問了BIOS不支持的硬盤。

0x02 磁盤介質出現問題。

0x03 磁盤介質寫保護錯。

0x04 磁盤扇區未找到，硬盤參數錯誤。

0x05 磁盤激活順序改變。

0x06 磁盤錯誤的介質。

0x07 無效的初始化，BIOS沒有適當地初始化硬盤。

0x08 DMA超出限度。

0x09 DMA試圖越過64KB邊界。由於“compact”參數造成。

0x0C 無效的磁盤介質。

0x010 “CRC錯誤”，檢測到介質錯誤。建議多啓動幾次，運行map安裝程序，把map文件從壞塊寫到正常的介質上。

0x11 ECC糾正成功。讀錯誤發生然後被糾正，但是LILO並不知道這個情況，終止了啓動過程。

0x20 磁盤控制器錯誤。

0x40 磁盤定位失敗，磁盤介質問題。

0x80 磁盤超時。磁盤或驅動器沒有準備好，介質壞了或沒有磁盤。

0xBB BIOS錯誤。磁盤與BIOS配置不符。

（3）Grub配置信息

與LILO相比，Grub有更強的交互性。下面就以它的命令來理解這個bootloader 。

進入菜單，按“e”是編輯啓動命令，按“c”是使用命令行。按“e”鍵可以編輯所選項的啓動命令，用這個功能可以臨時改變系統的啓動參數。

要啓動一個操作系統，首先指定引導哪個分區上的系統，例如要引導第一個硬盤上的第一個分區的操作系統，先鍵入：

grub＞root (hd0,0)

如果要啓動的是Windows系統，鍵入：

grub＞chainloader (hd0,0)+1

注意，(hd0,0)要隨着硬盤和分區的不同而改變。

如果要引導Linux或其它系統，應鍵入：

grub＞kernel （hd0,6）/boot/vmlinuz root=/dev/hda7

注意，磁盤參數也要隨着硬盤和分區的不同而改變，如從第二個硬盤的第一個分區引導則用hdb1，最後敲入boot就可以啓動系統了。

在不能確定命令或者命令的參數時，都可以按“Tab”獲得相關的幫助；用上下鍵可以獲得命令的歷史記錄，這些就像在Linux中使用bash一樣簡單。也可以鍵入啓動命令，然後boot就可以引導系統了。

Grub下生成引導盤：

grub＞ root (fd0)

grub＞ setup (fd0)

grub＞ quit

如果要把Grub裝到硬盤上，也很容易。如果安裝到MBR，則可以指定整個磁盤而不必指定分區，如下（對於hda）：

grub＞ setup (hd0)

如果要將Grub安裝到/dev/hda7的引導記錄中，應輸入：

grub＞ setup (hd0,6)

綜上所述，LILO要求用户十分明白每個參數才能很好地掌握；而Grub則更加看中用户的交互性，兩者在bootloader中不分伯仲。

實例

下面就以我的lilo.conf為例，把它翻譯成Grub的menu.lst文件。

lilo.conf：

#The lilo.conf of the writer

boot=/dev/hda

map=/boot/map

install=/boot/boot.b

message=/boot/cosixmsg //指出開機畫面的文件所存放的路徑和文件名

prompt

password = wudi //密碼是wudi

timeout=50 //在5秒之後引導默認的操作系統

default=dos //默認啓動選項dos

image=/boot/vmlinuz-2.2.16-3 //指出Linux內核的路徑

label=linux //指定操作系統的名字Linux

vga=0x301

read-only

root=/dev/hda7

other=/dev/hda1 //指定操作系統的名字DOS

label=dos

翻譯後的menu.lst文件：

timeout 5 //在5秒之後引導默認的操作系統

default 1 //默認啓動選項dos

# → linux ← //指定操作系統的名字LINUX

title linux root (hd0,6) kernel /boot/vmlinuz-2.2.16 root=/dev/hda7 ro

initrd /boot/initrd-2.2.16.gz

# → linux END ←

# → dos ← //指定操作系統的名字DOS

title dos root (hd0,0) chainloader +1

# → dos END ←

通過以上對Grub和LILO的講解，讀者可能已經對這兩種bootloader有了較深地理解，但是還需要經過大量反覆地練習，才能很好地掌握。