GRUB

GRUB(GRand Unified Bootloader)是GNU下的FSF組織所推行的一套多重開機管理軟體，其主要特點如下：

支授多樣化的格式

支授不可多重開機的作業系統

可載入多重模組

設定檔較人性化

選單介面

彈性化的指令介面

支援多種檔案系統種類

支授自動解壓縮

可從任何已安裝的設備中讀取檔案

磁碟轉換的獨立性

偵測現有記憶體

支授LBA模式

可透過網路下載作業系統映像檔

支授無磁碟系統

支授遠端終端機模式

GRUB開機時區分為三個階段：Stage 1、Stage 1.5 和 Stage 2。對照在 Linux 的 /boot/grub 目錄下，可以看到三個由系統所建立的檔案：stage1、e2fs_stage_1_5 及 stage2。

Stage 1
stage1 步驟在 GRUB 中是不可或缺的，主要負責當 BIOS 交接給 GRUB 時，載入存在於各分割區中的開機檔，也就是所謂的開機管理程式，stage1 檔案其實就是 MBR 中的在 bootloader 的備份檔，但仍有些些微的差異。建議若要備份 MBR，仍是使用 “dd” 將 MBR 備分出來比較安全。stage1 在 /boot/brub 中的檔案大小為512Bytes。

Stage 1.5
其作用就像是連接 stage1 到 stage2 的一個通道，裡面唯一存放著的是該系統檔案的格式。當載入到 stage1.5 之後，像是e2fs_stage1_5 (ext2 的檔案系統)，就可以認識到 ext 2檔案的系統格式。當 stage1 載入 stage1.5之後，stage1 就可以認識 ext2 並將 stage2 載入。這一連串過程的順序讓 GRUB 在安裝完成後，stage2 可以在被搬移後的情況下，就算不在原本的目錄或檔案系統中，依然可以被安全的找到。

Stage 2
這檔案是 GRUB 的核心程式，能讓使用者以選單方式將作業系統載入、新增參數、修改選項。對 GRUB 來說，stage2 除了不能自己啟動外，剩下的事情幾乎都被 stage2 全包了。Stage2 檔案是放在各分割區的 Boot sector，主要功能如下：

提供選單

讀取設定檔

連接下一個 boot sector

下圖為GRUB與開機順序的關係圖：

A：將系統分割區指向第一顆硬碟的第三個分割區。
B：準備安裝 GRUB 至 MBR。
C：將 stage1 部份資料安裝至 MBR 的 bootloader 空間。
D：將 stage1.5 的檔案寫入 MBR 後的15個磁區，磁區數目會因檔案系統格式的不同而有差異，因為所對應的 stage1.5 之檔案不同。
E：告知 bootloader，當需要載入 stage2 時，其位置在第一顆硬碟的第三個 partition 的 /boot/grub 目錄下。
F：將 grub.conf 設定檔的位置拉接告知 stage2。

1：BIOS 將控制權交給硬碟的第零軌，MBR。
2：MBR 中的 bootloader 透過原本內建的位址載入 stage1.5。
3：bootloader 透過 stage1.5 內容，將分割區中的 stage2 載入。
4：stage2 此時就可以在檔案系統中將 grub.conf 設定檔載入，讓使用者可以看到選單畫面。

參考書目：邱世華．《Linux 作業系統之奧義》．稅知文化