Установка загрузчика Grub

Для инициализации ядра и запуска операционной системы Linux используется загрузчик. Это программа, которая запускается после завершения проверки оборудования BIOS, подготавливает оборудование к работе, задает нужные параметры ядра и позволяет выбрать операционную систему. Основная задача загрузчика дать пользователю выбрать операционную систему для загрузки.

Раньше для загрузки Linux использовалось несколько загрузчиков, это isolinux, lilo, grub. Но сейчас чаще всего применяется Grub или полное его название GRand Unified Bootloader. В этой статье будет рассмотрена установка загрузчика Grub через терминал. Также мы поговорим как установить grub на компьютер с UEFI, тоже вручную.

Немного теории

Как я уже сказал, основная задача загрузчика — предоставить возможность выбора операционной системы перед загрузкой. Не думайте, что в Windows загрузчик не используется, там он тоже есть и работает, подобно тому, как работает Grub.

Загрузчик может быть установлен в различные таблицы разделов диска. Сейчас самые используемые это GPT и MBR. Установка загрузчика Grub немного отличается для каждой из этих таблиц, учитывая их особенности. Подробнее об отличиях MBR vs GPT можно почитать в отдельной статье. Тут же я скажу, что GPT — более новая и функциональная таблица разделов, MBR — уже устаревшая, но до сих пор часто используемая.

В MBR вариантов немного, Grub записывается в область MBR на диске. Размер сектора MBR занимает первых 512 байт и этого вполне достаточно для того, чтобы установить туда загрузчик.

GPT предоставляет более широкие возможности. Во-первых, для совместимости в GPT эмулируется сектор MBR, и мы можем установить GRUB туда, но такой вариант очень ненадежный и не рекомендуемый. Во-вторых, теперь появилась возможность устанавливать Grub на раздел диска. Мы просто создаем раздел на диске размером 1 Мб и записываем туда то, что раньше записывалось в MBR, это делает установку загрузчика более надежной и защищенной от сбоев.

UEFI предоставляет совсем иной способ установки загрузчика. Тут его не нужно никуда записывать, загрузчик — это обычное приложение EFI, которое помещается на раздел EFI и уже там полностью успешно работает наряду с другими приложениями.

Для установки Grub будет использоваться команда grub-install, во всех случаях. Давайте кратко рассмотрим ее синтаксис и параметры. Синтаксис:

$ grub-install опции диск

Параметров здесь достаточно много, но нам будут нужны только некоторые:

• —compress — сжать файлы загрузчика;
• —install-modules=модули — установить только эти модули;
• —modules — записать эти модули в MBR;
• —boot-directory — использовать другой каталог для файлов Grub;
• —bootloader-id — имя загрузчика в меню EFI;
• —core-compress — сжимать образ, загружаемый в MBR;
• —efi-directory — использовать системный раздел EFI;
• —force — установить несмотря на ошибки;
• —recheck — удалить существующую карту устройств, помогает если возникают ошибки;
• —removable — установка grub на флешку (только EFI);

Основу разобрали. Теперь перейдем к установке. Дальше я буду предполагать, что все действия выполняются из системы, для которой нужно установить загрузчик или из chroot окружения этой системы.

Установка загрузчика Grub в MBR для BIOS

Начнем с самого просто и привычного. Данная инструкция как установить загрузчик Grub подойдет для любого дистрибутива, поскольку команды везде почти одинаковые. Здесь не нужно устанавливать никаких дополнительных пакетов или создавать разделов. Установка Grub на жесткий диск выполняется командой:

sudo grub-install /dev/sda

sudo grub2-install /dev/sda

Утилиты grub в разных дистрибутивах могут включать двойку, а могут и не включать. Здесь /dev/sda — ваш жесткий диск. Теперь генерируем конфигурационный файл, чтобы автоматически определились установленные операционные системы:

sudo grub-mkconfig -o /boot/grub/grub.cfg

sudo grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg

Готово. По поводу двойки здесь такое же замечание. Если вы хотите установить Grub на флешку в MBR, то тут тоже нет проблем просто примонтируйте флешку и выполните такую команду:

sudo grub-install —root-directory=/mnt/USB/ /dev/sdb

Здесь /mnt/USB — папка, куда была смотирована ваша флешка, а /seb/sdb — сама флешка. Только здесь есть одна проблема, конфигурационный файл придется делать вручную.

Установка загрузчика Grub в GPT для BIOS

Во-первых, мы можем ничего не менять и установить Grub так, как описано в предыдущем способе. Но тогда он будет установлен в область совместимости с MBR, а это не надежно. Поэтому рекомендуется установить grub так, как описано ниже, на отдельный раздел.

Нужный нам раздел можно создать в установщике любого дистрибутива, если вы выполняете установку в графическом интерфейсе или с помощью gparted. Нам нужен раздел размером 1 Мегабайт без файловой системы и с меткой grub_bios:

Дальше примените изменения, нажмите на разделе правой кнопкой, выберите manage flags и добавьте флаг grub_bios:

Готово. Если у вас нет под рукой доступа к графическому интерфейсу, вы можете создать такой раздел через терминал. Утилита fdisk не поддерживает работу с gpt, поэтому будем использовать gfdisk. Сначала запустите утилиту:

sudo gdisk /dev/sda

Чтобы создать новый раздел нажмите n и выберите номер раздела:

Соглашаемся с начальным сектором, будет использован первый же свободный:

Выбираем конечный сектор раздела. По умолчанию будет использоваться максимальный. Нам нужен раздел размером 1 Мб. Размер одного сектора GPT — 512 байт, поэтому нам нужен раздел размеров 2048 секторов. Таким образом, конечный сектор будет 24000 с чем-то.

HEX Code — это тот код, который скажет системе, что этот раздел нужно использовать для Grub, нужно установить ef02:

Готово, осталось нажать w для записи изменений на диск:

Установка grub на жесткий диск дальше выполняется точно так же, как и в предыдущем способе:

sudo grub-install /dev/sda

Осталось создать конфигурационный файл grub:

sudo grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg

Теперь переходим к самому сложному, как установить grub efi.

Установка GRUB UEFI GPT

Установка Grub UEFI чем-то похожа на установку в GPT, тут у нас тоже будет отдельный раздел, только на этот раз не для загрузчика, а раздел EFI. Если у вас уже установлена Windows, то, скорее всего, он уже существует. Этот раздел обычно занимает 100 Мб, имеет файловую систему fat32 и флаг ESP. Вот так он будет выглядеть:

Если же такого раздела нет, мы можем его создать с помощью gparted. Для этого создаем раздел с такими параметрами:

Размер 100 Мегабайт, имя раздела ESP, файловая система fat32. Дальше примените изменения и установите для раздела флаг ESP:

То же самое вы можете сделать в Gdisk, только на этот раз нужно устанавливать HEX Code раздела ef00. После того как раздел был создан, подключаем его к нашей файловой системе:

sudo mkdir /boot/efi
$ sudo mount /dev/sda2 /boot/efi

Здесь /dev/sda2 — это наш EFI раздел. Далее необходимо установить нужные пакеты, если они еще не установлены. В Ubuntu это будет выглядеть вот так:

sudo apt install grub-efi efibootmgr

Дальше останется только установка grub efi. Система сама определит нужный раздел и скопирует туда все файлы:

Установка Grub efi на MBR все выглядит точно так же, только тут есть несколько ограничений. Раздел ESP нужно создавать только в начале диска. В режиме EFI тоже можно установить GRUB на флешку, и это не очень сложно. Для этого используется команда:

grub-install —boot-directory=/mnt/sdb2/boot —efi-directory=/mnt/sdb1 —target=x86_64-efi —removable

Рассмотрим опции: —boot-directory — задает папку с файлами загрузчика на флешке, —efi-directory — папка куда смонтирован раздел efi, —target — архитектура целевой системы и —removable говорит, что это установка на съемный носитель. С UEFI все. После перезагрузки и выбора в меню EFI пункта связанного с Grub, вы получите доступ к привычному меню grub и сможете выбрать нужный параметр.

Выводы

Теперь установка Grub не вызовет у вас проблем. Мы разобрали не только как установить Grub2 в MBR но и в EFI. Кроме того, всю приведенную здесь информацию вы можете использовать для восстановления Grub. Так вы будете лучше понимать что происходит во время восстановления. А настройку параметров и ручное создание конфигурационного файла мы рассмотрим в одной из следующих статей.

GRUB — загрузчик системы

Содержание

GRUB (GRand Unified Bootloader 1) ) — программа-загрузчик операционных систем.
GRUB является эталонной реализацией загрузчика, соответствующего спецификации Multiboot и может загрузить любую совместимую с ней операционную систему. Среди них: Linux, FreeBSD, Solaris и многие другие. Кроме того, GRUB умеет по цепочке передавать управление другому загрузчику, что позволяет ему загружать Windows (через загрузчик NTLDR), MS -DOS, OS /2 и другие системы.
После настройки GRUB пользователь при включении компьютера видит список операционных систем, которые установлены на его компьютер и которые можно загрузить, выбрав подходящую и нажав Enter .
GRUB позволяет пользователю при загрузке задавать произвольные параметры и передавать их в ядро Multiboot-совместимой ОС для дальнейшей обработки.
GRUB — самый популярный загрузчик в мире Linux и является загрузчиком по умолчанию в большинстве известных дистрибутивов.

Первые шаги

При первом сравнении GRUB со старым GRUB Legacy самым весомым различием оказывается измененная структура файлов конфигурации.

Настройка GRUB производится теперь принципиально иным способом — основным файлом конфигурации является «/boot/grub/grub.cfg«. Однако же, не торопитесь править его так, как привыкли это делать с «menu.lst» в GRUB Legacy. При внимательном прочтении мы видим в начале файла «grub.cfg» такие строки:

И об этом нас предупреждают не просто так. Ведь «grub.cfg» генерируется автоматически с использованием нескольких скриптов. Поэтому после следующего обновления GRUB ваш «grub.cfg» будет создан заново, и все ваши правки будут утрачены.

Кроме файла «grub.cfg», отвечающего за загрузочное меню, имеются файл «/etc/default/grub» и папка «/etc/grub.d«. Рассмотрим их подробнее.

/etc/default/grub

Данный файл содержит в себе основные настройки для GRUB. Через него, собственно, они и изменяются. Для наглядности ниже приводится примерное содержимое этого файла:

Файл представляет из себя набор опций в понятном формате ОПЦИЯ=ЗНАЧЕНИЕ.
Наиболее часто встречающаяся потребность при настройке GRUB — изменение стандартного пункта загрузки и/или времени показа меню. Рассмотрим же, как это делается.

Изменение стандартного пункта загрузки

По умолчанию стандартный пункт (выделенный при показе меню) — верхний в списке. После установки Ubuntu она окажется наверху, а Windows, например, будет последним пунктом.

Значением «GRUB_DEFAULT» является номер пункта меню, который должен быть выбран стандартным. Чтобы выбрать другой пункт, нам нужно узнать, каким по счету он будет в списке. Есть два варианта:

Пятому сверху пункту будет соответствовать значение 4, второму — 1, первому — 0. В вышеприведенном примере установлено значение 6, то есть стандартным задан седьмой пункт меню.

Или же можно указать значение идентификатора (id), оно должно быть именно таким, каким мы его видим в «/boot/grub/grub.cfg«. Данный способ удобен тем, что после обновления ядра не придется изменять настройки из-за сбившейся нумерации.

Пример

Если в «grub.cfg» пункт меню выглядит так:

То значение параметра «GRUB_DEFAULT» должно указываться именно в виде:

Изменение времени отображения меню

По умолчанию меню загрузки отображается 10 секунд (при наличии других установленных ОС, если система одна — GRUB по умолчанию не отображается и сразу начинает загрузку), после чего загружается стандартный пункт, если раньше не нажат Enter или не выбран другой пункт, что останавливает таймер. За эту задержку отвечает параметр «GRUB_TIMEOUT», значение задается в секундах.

Обратите внимание, что цифра указывается в кавычках. В нашем примере это значение — 2, то есть меню отображается две секунды.

«Скрытое» меню

В случае, если на компьютере установлена только Ubuntu, меню загрузки по умолчанию не будет отображаться, а GRUB будет загружать вас напрямую в систему. Однако же, иногда может возникнуть необходимость загрузиться с другим ядром или же запустить проверку памяти. Для этого предусмотрено «скрытое меню» за него отвечает параметр «GRUB_HIDDEN_TIMEOUT».

В случае, когда установлены другие ОС, этот параметр закомментирован (# в начале строки). Данное значение позволит приостановит загрузку на заданное количество секунд, давая пользователю возможность вызвать меню загрузки, нажав Esc .

Параметр «GRUB_HIDDEN_TIMEOUT_QUIET» отвечает за отображение таймера во время паузы. Если его значение «true» таймер отображаться не будет, а со значением «false» будет.

Чтобы GRUB отображал меню со списком установленных операционных систем, без нажатия клавиш вызова меню (например Shift или Esc ) необходимо:

Убираем подменю

Чтобы раскрыть все меню используем такой параметр:

Это бывает нужно если хотим загружаться не с первой строчки.

Особые случаи

Поведение меню отличается от заданного переменными GRUB_TIMEOUT и GRUB_HIDDEN_TIMEOUT когда предыдущая загрузка не завершилась успехом или предыдущаяя загрузка происходила в режиме восстановления. Подробно это описано далее, в разделе «Защита от зацикливания на перезагрузке». Полную справку по параметрам файла настроек можно дав команду:

Изменение стандартных параметров загрузки ядра

Иногда бывает необходимо загружать ядро системы с какими-либо особыми параметрами (например, для корректной работы специфического оборудования). В этом случае весьма полезен будет параметр «GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT» он отвечает за те параметры, с которыми запускаются ядра при загрузке. Его значение по умолчанию — «quiet splash»: происходит показ графической заставки при запуске системы без отображения какой-либо текстовой информации.

Вы можете добавить необходимые вам параметра запуска ядра, приведя это значение к виду «quiet splash your_param1 your_param2», то есть дописав через пробел нужные параметры.

Пример

Чтобы заменить графическую заставку во время загрузки на информацию о загрузке компонентов системы (это позволит проследить за процессом загрузки и выявить неполадки). Необходимо заменить строчку:

/etc/grub.d

Эта папка содержит в себе скрипты, которые используются для создания файла «grub.cfg». При обновлении GRUB они находят все установленные на компьютере системы и ядра и формируют в файле «grub.cfg» меню загрузки, которое мы и видим. Два основных из них:

Пример

Добавляем режим загрузки без графической заставки, с текстовым отображением процесса загрузки (verbose mode). Для этого мы немного отредактируем обычный пункт загрузки. допустим, он выглядит так (в «/boot/grub/grub.cfg«):

Для того, чтобы сделать из этого verbose mode, нам нужно убрать опции quiet и splash и изменим название самого пункта. В итоге получаем:

Все это и добавляем в «40_custom» в конец файла. Строка с echo не является обязательной она лишь будет сигнализировать нам о том, что наш пункт найден и добавлен при обновлении GRUB.

Команды консоли GRUB

Чтобы попасть в консоль, нужно нажать клавишу C во время отображения меню загрузки.

Довольно универсальная команда при использовании в чистом виде выдает список жестких дисков и разделов. Также она может быть использована как одноименная команда в Linux — для вывода содержимого папки. например:

Еще одно полезное свойство комадны «ls» — она позволят получить информацию о любом разделе:

Команда сообщит нам тип файловой системы на разделе, метку раздела (если таковая имеется), UUID и дату последнего изменения данных на разделе (в формате UTC).

Данная команда выводит содержимое заданного файла, используется в формате:

linux

Аналог команды «kernel» в GRUB Legacy. Загружает указанное Linux-ядро:

initrd

Загружает указанный initrd-образ. Используется так:

chainloader

Передает управление загрузкой по цепочке другому загрузчику (загрузчик ищется на заданном в качестве root разделе). В общем случае требует указания файла для загрузки:

Для (загрузчика Windows) можно использовать:

При использовании без параметров сообщает, какой раздел сейчас используется в качестве корневого и тип файловой системы на этом разделе, также команда может быть использована для задания другого root-раздела. Раздел задается в «grub device» — формате »(hd*,*)«. например:

После задания раздела команда сообщит новый root-раздел и тип файловой системы. Примечание: «root hd(*,*)» не всегда корректно срабатывает. более предпочтительным вариантом является «set root» (см. ниже)

Весьма универсальная команда для изменения различных параметров. Служит для задания значений переменных и используется в формате:

Наиболее необходимое ее применение — для задания root-раздела, например:

Также с ее помощью можно, например, «на лету» изменить цвет текста в меню и консоли, что позволяет опробовать цветовую схему перед установкой ее в качестве основной. Для этого изменяем переменные «color_normal» — для обычного пункта (и текста в консоли) и «color_highlight» для выделенного пункта соответственно. Например, попробуем такой вариант:

search

Служит для поиска раздела по UUID, метке или заданному файлу. Имеет следующие ключи:

lsfonts

Команда отобразит список загруженных в настоящий момент шрифтов.

При использовании в чистом виде выведет список доступных команд. В формате:

Выведет справку по всем командам, начинающимся на «r».

Отобразит справку по команде «search»

reboot

background_image

Позволяет «на лету» изменить фоновое изображение. Используется в формате:

Дает замечательную возможность посмотреть на выбранную картинку в действии, избегая лишних перезагрузок. В сочетании с заменой цветов через set позволит довольно быстро подобрать подходящий вариант оформления.

При использовании без параметров сбросит текущее фоновое изображение. Однако, заданные цвета останутся, так что если у вас черный цвет текста — на черном фоне вы его не увидите.

terminal_output.console

Позволяет переключиться на обычную черно-белую цветовую гамму. Весьма полезно при работе с консолью в том случае, если у вас установлено фоновое изображение. Картинка на фоне — это, конечно, красиво, но на некоторых участках фона может быть не виден текст.

Применение изменений

После того, как мы отредактировали и сохранили наши файлы. Нужно закончить дело, обновив файл «grub.cfg». Это довольно просто — нужно всего лишь выполнить команду:

После этого смело перезагружаемся и видим, что все работает как надо.

Нюанс с нумерацией дисков и разделов

В GRUB имеется еще одно важное отличие от старого GRUB Legacy, а именно изменилась нумерация разделов диска. Нумерация дисков идет с нуля, а нумерация разделов — с единицы!

Если в GRUB Legacy первый раздел первого диска (sda1) именовался «hd0,0». То в GRUB, первый раздел первого диска (sda1) теперь будет «hd0,1».

Создание дополнительного меню загрузки

Суть в том, что вместо уже знакомого «grub.cfg» можно загрузить свой файл настройки загрузочного меню со своей конфигурацией. Это позволяет создать дополнительное меню с другими пунктами, настройками, оформлением и т.д. Итак, создадим наш новый файл конфигурации. Создавать с нуля не будем, а скопируем «grub.cfg», дав новое имя:

Поскольку файл скопируется с правами 444, выставим ему права на запись:

Теперь открываем его в любимом текстовом редакторе и изменяем:

Для задания фонового изображения найдем строку с if background_image (подразумевается, что в вашем «grub.cfg» используется фоновое изображение. Если нет — смотрите пример файла в конце раздела). После команды background_image прописан путь к файлу картинки, поменяйте его на нужный файл.

Строкой ниже мы можем задать цвета текста. Изменяются они так же, как и в »/etc/grub.d/05_debian_theme« (см. Настройка внешнего вида загрузчика GRUB). Можно проделать один интересный трюк: уберите строки с set color_highlight и else теперь настройка будет такой:

Закончив с настройкой, перейдем к пунктам меню, они идут ниже. Измените их, удалите ненужные и добавьте новые, пересортируйте на свой вкус.

Настроив свой файл, сохраните его Ctrl + Shift и закройте.

Теперь необходимо добавить дополнительное меню. Для этого в файле »/etc/grub.d/40_custom« добавим запись такого вида:

Если ваш путь к файлу отличается — исправьте его.

Если вы хотите, чтобы ваше новое меню загружалось вместо стандартного «grub.cfg», установите новый пункт в качестве пункта по умолчанию, но перед этим проверьте новое меню на работоспособность.

Обновите свой «grub.cfg» выполнив команду:

В качестве образца пример файла «custom.cfg» (файл урезан до необходимого минимума):

Защита от зацикливания на перезагрузке

Если загрузка ОС не закончилась успешно, или осуществлялась загрузка в режим восстановления, то при следующей загрузке — меню выбора GRUB будет выводится и ждать явного вмешательства оператора (так же, как если бы вы выставили GRUB_TIMEOUT=-1). При этом последующие аппаратные сбросы системы — не помогут проскочить меню.

Зачем это сделано

При загрузке в лог файлы пишется информация и размеры логов растут. В нормально загруженной систем работают сервисы, которые архивируют и подчищают логи. В нормально работающей системе постоянно пополнение лог-файлов не требует внимания со стороны пользователя.
Совсем иная ситуация при загрузке — никакие сервисы по очистке логов не работают (они запускаются позже) и, если, в процессе загрузки система свалится и начнет перезагружаться, то лог будет только расти. И расти он будет до тех пор пока будут повторятся перезагрузки, и будет хватать места на том разделе диска, где расположен каталог /var/log. А когда на разделе с /var/log место кончится то система зависнет уже наглухо и даже в режим восстановления ее будет не загрузить. Загрузится можно будет только с LiveCD/USB (с Live системы и надо будет лечить систему, первым делом руками зачистив логи).
Защита встроенная в GRUB не позволит системе попасть в столь тяжелое положение.

А что если.

Функция (как видно) — безусловно полезная, однако она может быть неудобной для без-клавиатурных станций — на них «зависшее» меню GRUB-а — это не преимущество, а некоторые сложности (без подключения клавиатуры такая станция, попавшая в меню GRUB, никогда не загрузится вообще).

А что если отключить?

Собственно сами случаи, когда циклится загрузка — не так и часты, если машина работает без графики то там вообще мало чему падать на этапе загрузки, да еще так, что бы система вышла на перезагрузку. Разве что совсем кривой прикладной софт встроенный в процесс загрузки…
Гораздо чаще загрузка прерывается из за внешних условий — например пропадает питание, или кто-то сбрасывает грубо систему.

Отключаем.

Как это работает

Реализовано все достаточно просто — в скрипте /boot/grub/grub.cfg переменная окружения GRUB recordfail устанавливается в ходе каждой загрузки в 1. Скрипт /etc/init.d/grub-common запускается на финальных этапах загрузки (линки с именем S99grub-common есть в /etc/rc2.d, /etc/rc3.d, … /etc/rc5.d). grub-common сбрасывает переменную recordfail в 0. Если скрипт /etc/init.d/grub-common не отработает, то не сброшенное значение recordfail предотвращает автоматическую загрузку, меню GRUB появляется и потребуется явное интерактивное вмешательство со стороны оператора.

Для того, что бы убрать необходимость интерактивного вмешательства в процесс загрузки нужно установить переменную GRUB_RECORDFAIL_TIMEOUT в /etc/defaul/grub в то количество секунд, которые меню GRUB-а будет ждать ввода в случае когда recordfail=1. Сохранить изменения и обновить GRUB (sudo update-grub).

Финт с GRUB_RECORDFAIL_TIMEOUT может не сработать в некоторых (старых) версиях GRUB. Тогда нужно редактировать /etc/grub.d/00_header. Нужно найти функцию make_timeout (), которая выглядит примерно так:

и заменить в ней строчку

После этого финт с GRUB_RECORDFAIL_TIMEOUT заработает. Нужно сохранить изменения и обновить GRUB (sudo update-grub).