「GRUB」- 在BIOS系统上的GRUB引导 @20210221

本文分为两部分：

    * BIOS + MBR + GRUB* BIOS + GPT + GRUB

这两种模式下有所区别，下面会一层层的解释这两种方式。通常GPT与UEFI一起使用，因为UEFI只能使用GPT分区表，GPT是UEFI的一部分，但是本文本文讨论的是GPT + BIOS的方式，目前并不涉及UEFI相关的内容。

# 启动原理简述

GRUB由几个镜像文件组成，其中最重要的是：

    # boot.img，此图像是GRUB的第一部分。 由于大小限制，它不了解文件系统。它的唯一功能是从本地磁盘加载core.img文件。要使BIOS读取它，此镜像将写入MBR中或分区的引导扇区。

    # core.img，它包含足够的模块来访问/boot/grub目录，并在运行时从文件系统加载其他所有内容（包括菜单处理，加载目标操作系统的能力等）。此镜像可以安装在磁盘上的不同区域，具体取决于是使用MBR分区表还是GPT分区表。

所以，就引导来说，这两种模式的主要区别还是在与core.img的位置。

# BIOS + MBR + GRUB

有两个位置用来安装core.img镜像：

# 在MBR后的“空隙”中：“空隙”是MBR和第一个分区之间的区域。由于MBR是512字节，并且第一个分区通常以1MiB（2048个扇区）偏移对齐，因此为core.img留下了足够的空间。

# 在文件系统中，在这种情况下，包含core.img的块列表可以存储在该分区的第一扇区中。需要注意的是，这些块可能会被文件系统移动。因此，不建议在此处放置core.img镜像。

# BIOS + GPT + GRUB

可以在GPT磁盘上为GRUB保留整个分区，称为「BIOS引导分区」。然后，可以将GRUB嵌入到该分区中，而不会被其他软件覆盖，也不会被包含在可能移动其块的文件系统中。

BIOS引导分区的大小至少应为31KiB。在扇区大小为512字节的GPT磁盘上，第一个可用扇区通常为34。因为：

   LBA 0: Protective MBR.LBA 1: GPT header.LBA 2-33: Partition Entry Array.

并且第一个分区通常以1MiB（2048个扇区）偏移对齐。这留下了类似于MBR磁盘上的间隙，可以将它作为「BIOS引导分区」使用。但是，也可以在磁盘上的不同偏移处创建「BIOS引导分区」。

「BIOS引导分区」还必须具有正确的分区类型，即在gdisk中设置为EF02，或者在parted中设置bios_grub标志。这也是下面错误的原因：

# grub-install /dev/sdd
Installing for i386-pc platform.
grub-install: warning: this GPT partition label contains no BIOS Boot Partition; embedding won't be possible.
grub-install: error: embedding is not possible, but this is required for RAID and LVM install.

你需要创建一个「BIOS引导分区」，专门用于保存core.img镜像。

# 创建BIOS引导分区

下面是在parted中操作：

#!/bin/sh# 假设我们的硬盘是/dev/sdd# parted /dev/sdd
GNU Parted 3.2
Using /dev/sdd
Welcome to GNU Parted! Type 'help' to view a list of commands.
(parted) print
Model: Samsung SSD 860 QVO 2TB (scsi)
Disk /dev/sdd: 2000GB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: gpt
Disk Flags:Number  Start   End     Size    File system  Name              Flags1      1049kB  1075MB  1074MB  ext4         Linux filesystem  bios_grub2      1075MB  538GB   537GB                Linux LVM         lvm(parted) set 1 bios_grub on
(parted) q
Information: You may need to update /etc/fstab.# 关键命令是「set 1 bios_grub on」，其中参数「1」是分区编号。
# 另外，「BISO引导分区」不用这么大。我是因为一开始并不懂，所以才分配了这么大。同样1MiB足够了。

！！！「BIOS引导分区」是一个单独的分区，用于存放core.img镜像，不能格式化，不能用作其他的用途。

# 安装GRUB引导

接下来的任务就是安装GRUB引导：

#!/bin/shgrub install /dev/sdaupdate-grub

# 验证

有个Shell脚本，「Boot Info Script」，用于查看系统的引导信息。执行该命令后，他会输出boot.img和core.img镜像的位置。

「GRUB」- 安装
「Grub」- 手动引导启动

参考文献

Grub failing to install on Debian/Ubuntu with GPT partitions
GRUB on a BIOS System
gpt/bios grub2 boot problem, diagnostic and tools
Booting from GPT
Legacy BIOS Issues with GPT