Grub2的简单使用

hilsonma

现在，UEFI平台正逐渐广泛应用，作为UEFI平台下一款可以灵活定制的启动管理器，grub2越来越被人们熟知。
当大多数windows用户初次接触grub2的时候，面对下载来的grub2,却不知所措，那一堆文件，不知要怎么使用。

下面分享一下做为一个windows用户对grub2的使用。

最简单的，就是使用别人的模板，在使用的过程中慢慢熟悉，然后再灵活定制自己想要的方案。

附件是一个最简单的grub2启动模板，4项菜单：正常启动Windows、进入PE维护、重启、关机。

efi.7z (126.55 KB, 下载次数: 1783)

2019-12-27 16:20 上传

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只有两个文件：启动文件bootx64.efi 和菜单文件grub.cfg 。

第一步，下载模板
第二步，显示ESP(EFI分区)
第三步，将ESP 的 \efi\boot\bootx64.efi 改名备份如bootx64b.efi。如果ESP没有\efi\boot\bootx64.efi就跳过这一步
第四步，用7z或其他解压软件打开压缩包，将压缩包中的两个文件拖放到ESP的 \efi\boot
        这时如果重启就会出现grub2菜单。不过要使用grub2菜单生效，还要做以下两步。
第五步，要使菜单第一项生效，将以下附件的bcd解压放到Windows分区的文件夹 \Windows\Boot\EFI
第六步，要使菜单第二项生效，将以下附件的pe文件夹解压放到ESP根目录。
        附件中的pe.wim是空文件，请将你使用的维护PE镜像改名为pe.wim替换到pe文件夹中。也可以到这里下载一个。
第七步，操作完成恢复隐藏ESP

万一重启后不出现grub2菜单，那可能是原来的主引导不是 (ESP)\efi\boot\bootx64.efi ，需要使用bootice 将(ESP)\efi\boot\bootx64.efi 添加到启动序列并调到第一位。

注：现在发现预装windows的新电脑是完全符合UEFI规范的，开机启动文件是ESP的\EFI\Microsoft\Boot\bootmgfw.efi，不是\EFI\Boot\bootx64.efi。
这时应该把ESP的\EFI\Microsoft\Boot\bootmgfw.efi改名为bootmgfw0.efi，再把附件中的bootx64.efi改名为bootmgfw.efi放到ESP的\EFI\Microsoft\Boot文件夹中。

经过以上操作，你就用上了grub2启动。

如果要恢复原来的启动方案，只需删除（ESP）\efi\boot 的这两个文件bootx64.efi和grub.cfg,并将原来备份的bootx64b.efi改回bootx64.efi

相关工具：
ESP显示及隐藏
7-zip
bcd bcd.7z (961 Bytes, 下载次数: 583)

2019-12-27 16:13 上传

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pe pe.7z (594.35 KB, 下载次数: 753)

2019-12-27 16:14 上传

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bootice


进一步：
（二楼）使用中文菜单
（三楼）菜单文件解读
（四楼）使用自定义命令简化菜单
（五楼）使用菜单快捷键
（六楼）几个常用的菜单命令
（七楼）定制efi文件
（八楼）我使用的模板

进阶资料：
Grub2英文手册(官方)
Grub2中文手册(wintoflash)
Grub2实战手册(金步国)
Grub2启动模板封装成单文件
Grub2主题应用

hilsonma

你会发现，菜单出现的是英文，想要中文，自己来改吧。
把grub.cfg改成中文菜单如下。

1. menuentry "正常启动Windows" {
   
2.         search --no-floppy --set --file /Windows/Boot/EFI/bootmgfw.efi
   
3.         chainloader /Windows/Boot/EFI/bootmgfw.efi
   
4. }
   
5. menuentry "进入PE维护" {
   
6.         search --no-floppy --set --file /pe/bootmgfw.efi
   
7.         chainloader /pe/bootmgfw.efi
   
8. }
   
9. menuentry "重启" {
   
10.         reboot
    
11. }
    
12. menuentry "关机" {
    
13.         halt
    
14. }

复制代码

建议使用notepad2或notepad++之类工具修改。
grub2本身支持中文，记得将grub.cfg以UTF-8编码保存。

hilsonma

下面解读一下grub.cfg 。相关引导例子参见 我常用的引导

1. menuentry "Windows" {
   
2.         search --no-floppy --set --file /Windows/Boot/EFI/bootmgfw.efi
   
3.         chainloader /Windows/Boot/EFI/bootmgfw.efi
   
4. }
   
5. menuentry "WinPE" {
   
6.         search --no-floppy --set --file /pe/bootmgfw.efi
   
7.         chainloader /pe/bootmgfw.efi
   
8. }
   
9. menuentry "Reboot" {
   
10.         reboot
    
11. }
    
12. menuentry "Halt" {
    
13.         halt
    
14. }

复制代码

以上4条menuentry语句，每条定义一个菜单项，共4个菜单项。
menuentry的最简单用法是

menuentry 标题 {命令;...}
标题就是显示的菜单标题，
命令就是选择该项菜单后执行的命令，命令可以多条，每条命令必须以分号或换行来结束。全部命令用大括号括住。

第一条菜单有两个命令search 和chainloader

search 是搜索分区的命令，最简单的用法是
search --file 文件路径
查找指定文件所在的分区，可以简写成 search -f 文件路径
grub2使用/来分隔目录，与windows使用\不同
找到分区后我们要把它记出来以便后面使用，这时用--set 参数,简写成-s ，会将分区记到变量root
万一硬盘找不到还会查找软盘，这时不管有没有软盘都会超慢，所以用--no-floppy 参数，简写成-n ，表示不查找软盘。

chainloader 是加载文件命令，文件路径如果不指定分区的话就默认root分区
chainloader /Windows/Boot/EFI/bootmgfw.efi 就是引导root分区的/Windows/Boot/EFI/bootmgfw.efi
grub2指定分区比较麻烦，所以我们一般使用search命令来确定分区并指定为root分区

reboot是重启命令
halt是关机命令

hilsonma

前2条菜单的命令相对较长，我们可以自己定义一个命令来简化。
自定义命令(函数)的命令是function,用法是
function 命令名 {命令;...}
记得每条命令以分号或换行来结束。

如我们定义一个run命令如下
function run {search -n -s -f $1; chainloader $1;}

这个自定义命令里的两个命令search 和chainloader前面已经讲过，现在使用的是简写样式。文件路径我们使用了变量$1，意思是run命令的第一个参数。
这样我们就可以将文件路径写成run命令的第一个参数。

这样简化的菜单如下：

1. function run {search -n -s -f $1; chainloader $1;}
   
2. menuentry "Windows" {run /Windows/Boot/EFI/bootmgfw.efi;}
   
3. menuentry "WinPE"   {run /pe/bootmgfw.efi;}
   
4. menuentry "Reboot"  {reboot;}
   
5. menuentry "Halt"    {halt;}

复制代码

hilsonma

在menuentry命令中使用--hotkey 参数，我们可以为每条菜单指定一个快捷按键。
指定了快捷按键时，建议显示在菜单标题的第一位。

1. function run {search -n -s -f $1; chainloader $1;}
   
2. menuentry "0.Windows" --hotkey=0 {run /Windows/Boot/EFI/bootmgfw.efi;}
   
3. menuentry "1.WinPE"   --hotkey=1 {run /pe/bootmgfw.efi;}
   
4. menuentry "2.Reboot"  --hotkey=2 {reboot;}
   
5. menuentry "3.Halt"    --hotkey=3 {halt;}

复制代码

其实grub2内定有几个菜单按键，方向键向上向下或者向左向右是移动选择，回车是执行选择，这些一般都知道的。
还有两个可能不知道的是
e 查看菜单项并临时修改，修改后可按F10键执行临时修改过的菜单,按ESC键返回原菜单项
c 进入grub2命令行，可输入各项grub2命令，包括输入 help search 这样来查看search命令和其他命令的说明。按ESC键返回菜单。我习惯使用Qemu启动测试器进入grub2菜单然后进入grub2命令行来查看各命令的说明。

hilsonma

现在菜单是等待我们选择才启动的，如果想菜单有个倒计时，超过多少秒后就自动选择，可使用set命令设置timeout变量

set timeout=5
设定菜单等待多少秒。时间到了就启动默认选项。如果是负数就表示永远等待。默认是负数，也就是说没有这一句的话就是永远等待。在硬盘上我设为1秒，在U盘上我设为5秒。

set default=0
设定菜单默认选项。菜单编号从0开始，第一项是0，第二项是1...依次类推。默认是0 ，也就是说没有设置的话就默认选择第一项。

set fallback=1
设定菜单后备选项。如果默认选项启动失败就执行后备选项。如果不设置的话启动失败就会返回菜单。
fallback变量也可以在菜单项中设置，这样当该菜单项启动失败时就不是返回菜单而是执行后备选项。

hilsonma

前面了解了菜单文件grub.cfg ，现在再来了解启动文件 bootx64.efi 。
这个文件下载别人的话，不知道包含什么模块，有哪些功能，所以现在就学习自己定制，要什么功能用什么模块自己来定。

grub2是模块化的，下载来的一堆文件其实主要就是模块文件。
grub2的命令是通过模块来实现的，缺少模块相关的命令就用不了。

下载来的grub2有几个文件夹（官网这里下载），其中
i386-efi 是32位uefi平台用的模块，
i386-pc 是bios平台用的模块
locale 是grub2提示信息的各种语言翻译
themes 是自带的主题设置
x86_64-efi 是64位uefi平台用的模块

wintoflash的grub2还有个文件夹arch是预设的各平台使用的模块列表（wintoflash版grub2这里下载）

下载包里会有一个exe文件 grub-mkimage.exe ，这个文件就是用来生成启动文件的。
在cmd窗口，进入下载包解压文件夹，如d:\grub2
cd /d d:\grub2
再输入
grub-mkimage -O x86_64-efi -p /efi/boot -o bootx64.efi part_msdos fat normal
就生成了一个efi文件bootx64.efi

解读一下上面这个语句：
grub-mkimage   命令本身 grub make image 的简写，意思是grub-生成影像文件
-O x86_64-efi  这个参数设定生成的文件适用于64位uefi平台，同时默认使用x86_64-efi目录中的模块定制，注意是大写O .
-p /efi/boot   设定生成的文件使用/efi/boot 作为默认目录，会在此目录查找菜单文件，注意是小写字母p 。
-o bootx64.efi   设定生成的文件名称是bootx64.efi 。注意是小写字母o 。
part_msdos fat normal   设定使用的模块，这是最基本的三个模块
    part_msdos 基本分区模块，有它就可以识别mbr分区，如果要识别gpt分区还要加上part_gpt模块
    fat 基本文件系统，有它就可以识别fat16和fat32文件系统(efi分区),如果要识别ntfs文件系统还要加上ntfs模块
    normal 基本命令集，有它就可以使用一些基本的grub2命令。

回看前面用到的命令，menuentry 需要normal模块，search需要search模块，chainloader需要chain模块，reboot需要reboot模块，halt需要halt模块，help需要help模块。这些命令与模块的关系，在模块目录里有个命令模块清单文件command.lst，可以使用notepad2等工具打开查看。
此外还有分区模块清单partmap.lst，文件系统模块清单fs.lst等等，目前九个模块清单。

当提示Can't find command 'xxx'. 时说明缺少相应的模块，这时就需要添加模块重新生成启动文件。

上面生成启动文件的命令我们可以保存在一个脚本文件中，避免每次输入。如 定制grub2.cmd 。
wintoflash的grub2中就提供了一个定制脚本 build_grub.bat 。
使用notepad2 打开这个脚本会发现它会一次性生成3个平台的启动文件，模块使用变量的形式，引用的是arch中的模块列表。它比我前面说的参数多了一个，那就是-d ，设定定制使用的模块目录。仔细看其实跟-O 参数的内容一样的，只要设定了-O参数，就会自动使用相应的目录，所以-d 参数不是必需的。

附件是我使用的脚本，可以放到grub2文件夹中使用。
定制grub2.7z (898 Bytes, 下载次数: 497)

2019-12-27 16:48 上传

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使用我这个脚本的话，要添加模块请修改相应的模块列表文件：
x64.txt 是64位EFI使用的模块表
x32.txt 是32位EFI使用的模块表
xpc.txt 是BIOS引导使用的模块表
当然，也可以直接修改脚本。

hilsonma

经过wintoflash的努力，grub2现在有了wimboot、map、ntboot这几个强大的模块，并提供了强大的grubfm应用，使得我们能更灵活地各种折腾。经过wintoflash的提示指导，我仿照他的grubfm.cfg，修改分拆成三个cfg文件，定义了一个近似g4d下的run/siso的run命令，可以多功能启动，并为grub2主引导添加了一个自动菜单。

附件模板分享给大家。其中的自动菜单项 menu /pe 很方便折腾。

自用的折腾模版
espg2.7z (822.78 KB, 下载次数: 1778)

2020-1-15 11:59 上传

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另附最终修改完成的简单模版，适合给小白装机用
espg2s.7z (719.35 KB, 下载次数: 1012)

2020-1-15 11:59 上传

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新做单文件模板，取代上面两个模板。因为封装成了单文件，好用但不利于学习，建议使用上两个模板学习。
单文件模板内容跟上面自用模板是一样的。制作方法看这里。
espg2单文件.7z (956.78 KB, 下载次数: 690)

2020-1-20 00:12 上传

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以上模板中的pe.wim都是空文件，请以实际wim文件改名为pe.wim替换。

20160618

膜拜并学习。

xuxuezeng

确实 ，GRUB2很少有简单的教程，楼主辛苦了！

879792799

确实 ，GRUB2很少有简单的教程，楼主辛苦了！说实话G4D中已经无限完美的5大的siso模块，GRUB2要是有类似的就好了！！

wangziqiang

真勤快啊 新思想

2010fbb

感谢分享，学习了！！

2010sya

谢谢

wplin

學習中感謝大大分享

创新科技2015

很给力!

hilsonma

879792799 发表于 2019-12-27 19:58
确实 ，GRUB2很少有简单的教程，楼主辛苦了！说实话G4D中已经无限完美的5大的siso模块，GRUB2要是有类似的 ...

你可以尝试我的自用模板，其中的grubfm菜单功能与siso比较接近，没有那么强大，但uefi平台下的wim/vhd/iso/efi/cfg基本都可以一键启动。

可以将临时要测试的一些菜单项保存为cfg文件放到pe目录下自动菜单一键执行。这样不用每次修改ESP的启动菜单。要测试的PE也可以提取wim或者直接iso放在pe目录下自动菜单一键启动。这个PE目录可以放在任一分区的根目录下。

也可以将自动菜单目录名改成diy等等，只是要相应地修改grub2主菜单。

gnuxwy

楼主辛苦了。。。非常简明实用の grub2 上手教程啊。。。
哪怕氏 grub2 の初接触者，也能照着楼主的一楼楼的指导，学会 grub2 的一般应用了。。。

2012kwy

也准备静下心照着一楼楼的指导学点真本事

wdtx

学到了很多知识，谢谢老师！

liuzhaoyzz

很明显，楼主占楼太少了，应该最少占前10楼！支持楼主发布的教程！

2012kwy

H大，有时间的话能不能再举几个函数的例子？有点不明白。另外假如我已经安装了旧版某个mod，现在临时想换成W大修改的同名模块，我需要先卸载旧版，还是可以直接安装新版就能替换？

wangziqiang

hilsonma 发表于 2019-12-27 16:17
前2条菜单的命令相对较长，我们可以自己定义一个命令来简化。
自定义命令(函数)的命令是function,用法是
...

能不能把启动vhd和wim做成像4dos里面用的run模块一样，只要是g2环境拿来就可以用，那就完美了！

江南一根葱

可以的，修改版支持参数运行，不过我倒是懒得折腾，想冬眠
要不楼主搞个算了

hilsonma

2012kwy 发表于 2019-12-28 13:35
H大，有时间的话能不能再举几个函数的例子？有点不明白。另外假如我已经安装了旧版某个mod，现在临时想换成 ...

临时换同名模块：先删除已加载模块，再插入想使用的模块
rmmod chain
insmod /boot/grub/chain.mod
头脑中要保持全路径意识，即所有文件路径都要求从所在分区开始直至文件全名，凡是没有写出来的要想到是使用默认值，以上模块路径实际是 ($root)/boot/grub/chain.mod ，保持全路径意识可以减少路径错误。

函数的例子如：
function run1 {search -n -s -f $1; chainloader $1;}
function run2 {export grub_find=$1; configfile $prefix/grubfm.cfg;}

多行的例子如:
function grubfm_main {
        if test -z $grub_path; then
                set default=0
                set all="(*)"
        else
                set default=1
                set all="/*"
                menuentry "回设备表 Esc回上一层 当前$grub_path/" {listdev;}
        fi
        enum_all
}

我的模板中grubfm.cfg 这个配置文件里除了主进程其他都是函数，你可以参考
记住命令以分号或换行结束。

hilsonma

wangziqiang 发表于 2019-12-28 13:52
能不能把启动vhd和wim做成像4dos里面用的run模块一样，只要是g2环境拿来就可以用，那就完美了！

我不懂c语言，搞不来模块文件。
所以我只能通过使用配置文件来折衷实现，请参见我的模板。
我的模板中grubfm.cfg 就是实现自动菜单一键启动的
直接调用grubfm.cfg 就是一个简单的自动菜单文件浏览器，相当于run --automenu-all
先将某镜像或某目录设置为grub_find变量，再调用grubfm.cfg 就相当于带文件或目录参数的run

我在grub.cfg 中这样定义出一个run函数，就相当于g4d的run:
function run2 {export grub_find=$1; configfile $prefix/grubfm.cfg;}

这样就可以将run2函数当作g4d的run使用了：
run2 /pe
run2 /diy/mype.wimrun2 /pe/mype.iso
run2 /pe/myvhd.vhd
run2 /pe/test.cfg
诸如此类，定义好的函数用起来比G4D的run还要简便。

因为我在grub.cfg中还定义了一个run1，所以这个自动菜单函数叫run2，你喜欢的话可以直接叫run，这样grub2就有了run的功能了。

在我的grub.cfg中差不多每种启动方法我都定义成run函数，如run1, run2, run3, run4等等，这样我就有了全能的run函数。

wintoflash

hilsonma 发表于 2019-12-28 15:05
我不懂c语言，搞不来模块文件。
所以我只能通过使用配置文件来折衷实现，请参见我的模板。
我的模板中g ...

我觉得可以通过两种方法制作类似run/siso的东西。
一
把run函数单独放一个cfg里面。
通过source /run.cfg加载函数，然后使用。
这样只要特供run.cfg的下载就可以了。

wintoflash

二
现在grub2的efi文件可以接收cmdline了,可以考虑将run等功能封装成efi文件。
比如
chainloader /run.efi --file=(hd0,1)/test.iso --mem
在run.efi里面可以通过环境变量 grub_cmdline 获取后面的全部参数，自己解析。
也可以用getargs命令辅助解析。

hilsonma

wintoflash 发表于 2019-12-28 15:52
二
现在grub2的efi文件可以接收cmdline了,可以考虑将run等功能封装成efi文件。
比如

感谢指点。

还要请教一下怎样封装成efi文件，是使用-c 数将cfg 作为内置配置文件来buid一个efi文件吗？

江南一根葱

hilsonma 发表于 2019-12-28 16:12
感谢指点。

还要请教一下怎样封装成efi文件，是使用-c 数将cfg 作为内置配置文件来buid一个efi文件吗 ...

最简单是下Grubfm源码，删光主题和其它用不到的模块，改一下内痣脚本，我就只弄过接受ipxe参数
很久以前搞过搜索特定文件，然后启动，grub2搜索文件实在是。。。。。慢死了，就不折腾了。