Linux-GRUB全面指南

一、GRUB 是什么？

GRUB 是 Linux 及其他类 Unix 系统中最常用的 启动引导程序，负责在计算机启动时加载操作系统内核，并移交控制权。它是系统启动的第一环，直接影响能否正常进入操作系统。

核心作用

1. 硬件初始化：在操作系统接管前，初始化硬件（如磁盘、文件系统）。
2. 多重引导支持：允许选择启动多个操作系统（如 Linux、Windows）或同一系统的不同内核版本。
3. 内核加载：加载 Linux 内核（vmlinuz）和初始化内存盘（initramfs）。

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二、GRUB 的核心组件与工作流程

1. 组件结构

• GRUB 镜像：存储在磁盘的 MBR（BIOS） 或 EFI 分区（UEFI），用于启动引导程序。
• 配置文件：
  • /boot/grub/grub.cfg：主配置文件（自动生成，不可直接编辑）。
  • /etc/default/grub：用户自定义配置（如超时时间、默认启动项）。
  • /etc/grub.d/：生成菜单的脚本目录（可自定义启动项）。
• 主题资源：位于 /boot/grub/themes/，包含图片、字体和样式文件。

2. 启动流程

1. BIOS/UEFI 阶段：硬件自检后，加载 GRUB 引导程序。
2. GRUB 阶段：
   • 读取 /boot/grub/grub.cfg，显示启动菜单。
   • 根据用户选择或默认配置，加载内核和 initramfs。
3. 内核阶段：内核初始化，挂载根文件系统，启动系统服务（如 systemd）。

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三、GRUB 关键配置详解

1. 主配置文件 /etc/default/grub

通过修改此文件控制 GRUB 行为，常用参数如下：

参数	作用	示例值
GRUB_DEFAULT	默认启动项（数字或 saved 表示上次选择的项）	saved
GRUB_SAVEDEFAULT	是否保存上次选择的启动项（需 GRUB_DEFAULT=saved）	true
GRUB_TIMEOUT_STYLE	菜单显示方式：hidden（隐藏）/menu（显示）/countdown（倒计时）	menu
GRUB_TIMEOUT	菜单等待时间（秒），0 表示直接启动默认项	10
GRUB_CMDLINE_LINUX	传递给内核的通用参数（所有启动项生效）	"quiet splash"
GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT	仅默认启动项的内核参数（可调试用，如 nomodeset）	"text"
GRUB_THEME	主题文件路径	/boot/grub/themes/my_theme/theme.txt
GRUB_DISABLE_OS_PROBER	是否禁用其他操作系统检测（false 启用）	false

2. 生成配置文件的命令

sudo update-grub        # Debian/Ubuntu
sudo grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg  # RHEL/CentOS/Fedora

3. 自定义启动项

在 /etc/grub.d/ 目录中添加自定义脚本（如 40_custom）：

#!/bin/sh
exec tail -n +3 $0menuentry "My Custom OS" {set root=(hd0,1)chainloader +1
}

赋予执行权限并更新配置：

sudo chmod +x /etc/grub.d/40_custom
sudo update-grub

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四、GRUB 主题定制（以 Ubuntu 22.04 为例）

1. 主题结构

my_theme/
├── theme.txt          # 主题配置文件
├── background.png     # 背景图片（PNG 格式）
├── icons/             # 菜单项图标
└── fonts/             # 字体文件（.pf2 格式）

2. 关键配置项（theme.txt）

# 基础信息
title: My Theme
resolution: 1920x1080# 背景与字体
background_image: "background.png"
item_color: "#FFFFFF"
selected_item_color: "#FF0000"
terminal-font: "fonts/ubuntu.pf2"# 布局调整
+ boot_menu {left = 20%top = 30%width = 60%height = 40%
}

3. 安装与启用

# 复制主题文件
sudo mkdir -p /boot/grub/themes/my_theme
sudo cp -r ~/Downloads/my_theme/* /boot/grub/themes/my_theme/# 修改 GRUB 配置
sudo nano /etc/default/grub
# 添加或修改：
GRUB_THEME="/boot/grub/themes/my_theme/theme.txt"# 更新配置并重启
sudo update-grub
sudo reboot

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五、常见问题与解决方案

1. GRUB 菜单不显示

• 原因：GRUB_TIMEOUT_STYLE=hidden 或 GRUB_TIMEOUT=0。
• 解决：

  GRUB_TIMEOUT_STYLE=menu
  GRUB_TIMEOUT=10
  

2. 无法检测其他操作系统（如 Windows）

• 原因：os-prober 未启用。
• 解决：

  sudo apt install os-prober
  sudo nano /etc/default/grub  # 设置 GRUB_DISABLE_OS_PROBER=false
  sudo update-grub
  

3. 主题未生效

• 排查步骤：
  1. 确认主题路径和权限：

     sudo ls -l /boot/grub/themes/my_theme/
     sudo chmod -R 755 /boot/grub/themes/my_theme/
     

  2. 检查 grub.cfg 是否包含主题：

     sudo grep "set theme" /boot/grub/grub.cfg
     

  3. UEFI 系统需将主题复制到 EFI 分区：

     sudo cp -r /boot/grub/themes/my_theme /boot/efi/EFI/ubuntu/themes/
     

4. 启动时卡在 initramfs

• 原因：initramfs 未包含必要驱动或配置。
• 解决：

  sudo update-initramfs -u  # 更新 initramfs
  sudo update-grub
  

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六、高级技巧

1. 设置默认启动项

# 列出所有启动项
grep menuentry /boot/grub/grub.cfg# 设置第 2 个启动项为默认（索引从 0 开始）
sudo sed -i 's/GRUB_DEFAULT=0/GRUB_DEFAULT=1/' /etc/default/grub
sudo update-grub

2. 修复 GRUB 引导

若 GRUB 损坏（如被 Windows 覆盖）：

# 使用 Live USB 启动后操作
sudo mount /dev/sda1 /mnt          # 挂载根分区
sudo mount /dev/sda2 /mnt/boot/efi # 挂载 EFI 分区（UEFI）
sudo grub-install --root-directory=/mnt /dev/sda
sudo update-grub

3. 使用 Grub Customizer（图形工具）

sudo add-apt-repository ppa:danielrichter2007/grub-customizer
sudo apt update
sudo apt install grub-customizer

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七、总结

GRUB 是 Linux 系统启动的核心组件，掌握其配置方法可解决多系统引导、启动故障修复、界面美化等问题。关键点包括：

1. 理解配置文件 /etc/default/grub 和生成机制。
2. 熟悉主题定制流程（路径、权限、分辨率适配）。
3. 掌握常用修复命令（update-grub、grub-install）。

通过灵活调整 GRUB，您不仅能优化启动体验，还能在系统故障时快速恢复，是 Linux 用户必备的技能。