Загрузчик операционной системы GRUB: настройка, описание. Установка и восстановление GRUB

Не один десяток новых пользователей операционных систем, отличных от Windows, с изрядной долей сомнения и скептицизма встречают фразу «начальный загрузчик» в наши дни. И тому есть абсолютно логичная причина: большинство новичков до своего перехода к использованию других, менее распространённых на рынке операционок, в повседневной жизни использовали ту же самую Windows. В ней этот загрузчик реализован максимально примитивно и прозрачно. И хоть это в некоторой степени прибавляет удобства для рядового пользователя, однако вместе с тем и урезает функциональные возможности уже и без того наиболее популярной и универсальной ОС. Поэтому всем тем, кто решил обратить внимание на иные продукты IT-индустрии, непременно следует ознакомиться с универсальным загрузчиком GRUB, что в дальнейшем ощутимо поможет в работе сразу с несколькими ОС, установленных на одном компьютере.

Универсальный инструмент для не универсальных систем

Прежде всего начнём разбираться с наименования GNU GRUB. Эта аббревиатура с английского GRand Unified Bootloader переводится как "главный унифицированный загрузчик". Его создателем является некоммерческая организация «Проект GNU», которая прославилась в IT-сфере своими свободно распространяемым программным обеспечением. Сам же GRUB по своей сути представляет меню выбора загрузки нужной пользователю ОС из целого перечня поддерживаемых систем:

• Linux.
• FreeBSD.
• Solaris.

При этом GRUB сможет работать даже с Windows. Однако для запуска подобных систем, которые не поддерживаются напрямую данным начальным загрузчиком, есть свои особенные нюансы, которые мы изучим чуть позже во всех деталях и подробностях.

Путь развития технологии

Непрерывно растущая популярность GRUB была основополагающей причиной, побуждающей неуклонно развивать и совершенствовать загрузчик в дальнейшем. Самая первая версия загрузчика, именовавшаяся как GRUB Legacy, до сих пор отлично справляется с задачами унифицированного загрузчика для UNIX-подобных систем. Широкая поддержка серьёзных компаний (наподобие RedHat и Novell) и серверных дистрибутивов обеспечили ей ещё продолжительный срок существования в целом.

Однако даже это обстоятельство совершенно никак не повлияло на дальнейшее совершенствование загрузчика, благодаря чему пользователи получили последнюю на данный момент времени версию GRUB 2. Будучи переписанным с чистой строки, GRUB 2 едва ли обладает хоть чем-то общим с устаревшим GRUB Legacy, кроме самого названия. Сегодня, будучи по умолчанию используемой с версии 9.10 операционной системе Ubuntu, GRUB второй ревизии благодаря своей более совершенной и мощной структуре полностью остановил какую-либо дальнейшую разработку уже и так отлично себя зарекомендовавшей в прошлом Legacy.

Однако с самого начала новичку следует уяснить, что GRUB 2 - более сложный в работе, по сравнению с предыдущей версией, загрузчик. Поэтому дабы уберечь пользователей от возможных трудностей и проблем, далее будут просто и подробно изложены все мельчайшие детали, понимание которых позволит в полной мере воспользоваться всеми новшествами последней версией, а их довольно немало:

• Скриптовая поддержка (циклов, условий, переменных и функций).
• Графический интерфейс добавляет возможность гибких изменений внешнего вида загрузчика под индивидуальный вкус пользователя (GRUB 2 может быть легко изменён от чёрно-белой таблицы до стильного разноцветного окна).
• Возможность динамичной подгрузки модулей. Это позволит расширять функционал не на сборочном этапе, а непосредственно во время выполнения.
• Совместимость с разными архитектурами.
• Добавлена поддержка загрузки Mac OS.
• Добавлена стабильная работа с такими файловыми системами, как: FAT16, FAT32, NTFS, любая версия ext, XFS и ISO
• Кроссплатформенный тип установки даст возможность инсталлировать GRUB2 с другой архитектуры
• Введение безопасного режима в случае возникновения проблемных ситуаций.
• Исправлены ошибки от старой GRUB Legacy, которые изначально не могли быть пофиксены из-за требований обратной совместимости.

Учтите, что далее под названием GRUB для удобства будет подразумеваться именно версия GRUB 2, которую мы и разберём в полной мере для каждого неопытного пользователя.

Все слышали о LILO?

Разумеется, не единым лишь GRUB'ом ограничивается выбор пользователей среди загрузчиков ОС. Подобным аналогом является LILO - начальный загрузчик Linux (LInux LOader), который до сих пор не утрачивает полностью свою актуальность. Однако же в пользу GRUB следует учесть несколько отличительных особенностей, которыми прямой конкурент пока что похвастаться определённо не может:

• LILO поддерживает лишь 16 конфигураций загрузки, когда GRUB имеет поддержку неограниченного числа таких конфигов.
• GRUB может загружаться по локальной сети, чего не скажешь о LILO.
• Наконец, у LILO нет того самого командного интерактивного интерфейса, к удобству которого уже давно привыкли пользователи последней версии GRUB.

Единственной общей особенностью обоих загрузчиков является необходимость каждый раз компилировать все внесённые изменения в меню. Функция автоматического сохранения издавна отсутствовала в фирменном загрузчике Linux. GRUB 2 также не может похвастаться столь удобной фичей. Но даже учитывая этот неудобный для повседневного использования нюанс, LILO по нескольким пунктам проигрывает своему конкуренту, благодаря чему тот получает все более широкое распространение среди домашних компьютеров пользователей.

Установка GRUB: все нюансы и подробности процесса

С самого начала убедитесь, что у вас имеется либо установленная Ubuntu, либо имеется её загрузочный диск (LiveCD). Запустив систему, необходимо вызвать терминал сочетанием клавиш Ctrl+Alt+F2, после чего прописать в нём следующие команды:

- sudo add-apt-repository ppa:cjwatson/grub,

- sudo add-get update && sudo add-get install grub2,

- sudo update-grub2.

И даже если у вас не установлена Ubuntu, но имеется LiveCD, то процедура остаётся одна и та же с одной лишь крохотной разницей. Загрузившись именно с этого загрузочного диска, выберите опцию "Попробовать Ubuntu" - так вы запустите систему без каких-либо изменений на своём компьютере. После этого продолжайте устанавливать загрузчик GRUB по той же схеме с этапа вызова терминала.

Проверить установленную версию загрузчика можно командой grub-install -v, а также непосредственно при самой загрузке Ubuntu.

Алгоритм запуска GRUB

По мере завершения работы GRUB Install загрузчик в первую очередь изменяет код MBR на свой собственный. MBR - это сектор, содержащий главную загрузочную запись (от англ. Master Boot Record), содержащий в себе:

• код основного загрузчика (446 байт);
• таблицу разделов с описанием как основных, так и вторичных разделов жёсткого диска (64 байта).

Из-за малого объёма сектора MBR, запуск GRUB укладывается в два условных этапа:

1. В MBR размещается ссылка к конфигурационному файлу (который может находиться в любом жёстком диске, на усмотрение самого пользователя). Именно по ней и будет определяться весь загрузочный этап, начинающийся на втором этапе.
2. Их конфигурационного файла учитываются все настройки и данные, необходимые для работы GRUB. Если же на втором этапе конфигурационный файл не был найден, то процесс загрузки будет прекращён и пользователю уже придётся вручную выбирать загрузочную конфигурацию из командной строки.

Такая структура загрузки позволяет быть GRUB'у более широко конфигурируемым и гибким, нежели множество других аналогов, в которых этот процесс упрощён до максимальной компактности.

Наиболее часто используемые консольные команды

Немалый простор рабочих возможностей в консольном режиме последней версии GNU GRUB, настройка и конфигурационные возможности также не оставят равнодушными пользователей. Для того чтобы попасть в него, достаточно нажать клавишу «С» во время отображения загрузочного меню, после чего останется лишь верно ввести нужные вам команды:

Послеустановочный GRUB: настройка и полезный в работе софт

Основным конфигурационным файлом в GRUB2, в отличие от предыдущей версии Legacy, является не /boot/grub/menu.lst, а уже /boot/grub/grub.cfg.Однако напрямую его редактировать бессмысленно - он будете генерироваться с каждым сохранённым изменением в файле настроек /etc/default/grub и в директории скриптов /etc/grub.d.

В /etc/default/grub настройка в основном ограничена изменением стандартного пункта загрузки и/или времени показа меню:

• За первый пункт изменений отвечает параметр GRUB_DEFAULT, значением которого обозначается номер пункта в меню загрузки. Выбирая какой-либо другой пункт, пользователь должен знать его очерёдность из общего списка (для этого нужно просмотреть содержимое /boot/grub/grub.cfg и найти по счёту нужную запись). При этом не стоит забывать правила нумерации: первому пункту присваивается значение 0, второму - 1, третьему - 2 и так далее.
• За задержку отображения меню загрузки отвечает параметр GRUB_TIMEOUT, чьё присвоенное значение в кавычках обозначает количество секунд, в течение которых эта заставка появится. В редактировании этого параметра есть одна хитрая особенность: выставив значение "-1", заставка будет висеть ровно до тех пор, пока пользователь не выберет какой-либо пункт.

Набор скриптов в /etc/grub.d находят на компьютере все установленные системы и ядра, формируя загрузочное меню в grub.cfg. За поиск ядер и других ОС соответственно отвечают два основных: 10_linux и 30_os-prober. Файл 40_custom позволяет изменить GRUB путём добавления собственных пунктов загрузки, что полезно для работы с особыми типами запуска системы (обратите внимание, что при любых изменениях он должен заканчиваться пустой строкой, иначе последний пункт загрузки из всех предложенных банально не будет отображён).

Однако ещё более простой способ отредактировать GRUB в системе Ubuntu - утилита Grub-Customizer. Благодаря своей простоте и интуитивно понятному интерфейсу, это наилучший вариант для настройки загрузчика, более всего подходящий неопытным новичкам. Для установки запускаем терминал (Ctrl+Alt+T), затем поочерёдно вводим в нём следующие команды:

- sudo add-apt-repository ppa:danielrichter2007/grub-customizer,

- sudo add-get update,

- sudo add-get install grub-customizer.

И хоть перевод программы Grub-Customizer оставляет желать наилучшего исполнения, разобраться в ней очень легко:

• List configuration - настройки меню при загрузке системы. Тут осуществляется изменение очерёдность его пунктов.
• Основные настройки - выбор системы, загружаемой по умолчанию, а также определение времени ожидания.
• Внешний вид - редактирование внешнего оформления загрузочного меню.

Помимо всего разнообразия настроек, пользователю непременно стоит обратить внимание и на отлично зарекомендовавший себя софт для работы с GRUB, настройка и диагностика которого станет существенно комфортнее:

• Super Grub Disk - простой и удобный инструмент для быстрого восстановления загрузчика. При этом умеет работать не только лишь с GRUB и LILO, но даже и с самой Windows. Запускается с CD, флешки или же дискеты.
• GParted - редактор разделов дисковых разделов, запускающийся непосредственно с CD. С её помощью можно проводить такие операции с разделами и файловыми системами на них, как: создание, удаление, изменение размера, проверка, перемещение и копирование.
• SystemRescueCD - дистрибутив Linux, специальным образом предназначенный для аварийного восстановления.
• TestDisk - утилита, позволяющая диагностировать и восстанавливать как отдельные разделы, так и загрузочные диски целиком.

Как загрузчик управится с ОС Windows?

Напрямую, к сожалению, GRUB никоим образом не может загружать Windows x86 (64-битная версия также не исключение), из-за чего приходится создавать соответствующий цепной механизм запуска. Для этого в конфигурационном файле grub.cfg необходимо добавить несколько строк определённых команд:

- title Windows,

- rootnoverify (hd*,*),

- makeactive,

- chainloader +1,

- boot.

Пример и подробное описание последней как раз было приведено в таблице консольных команд. Теперь же настал тот самый практичный случай, когда она пригодится в работе. Однако до неё имеется ещё пара не менее важных для загрузки Windows строк:

• rootnoverify (hd*,*) - тот же самый аналог set root. Она информирует GRUB о местоположении раздела, на котором находится следующая часть загрузочного кода, однако не монтирует его (по той ясной причине, что для GRUB это сделать невозможно). Обратите в очередной раз внимание, что часть (hd*,*)- это номер диска и номер раздела соответственно, на котором установлена ОС Windows.
• makeactive - команда предоставляет указанному корневому разделу статус загрузочного.

Теперь та самая команда chainloader +1,которое передаёт весь дальнейший контроль загрузки непосредственно загрузчику Windows.

Наконец, заключительная команда boot реализует старт загрузки, после чего вы сможете спокойно работать в выбранной операционной системе.

Случается и так, что на жёстком диске установлена не одна, а две или даже больше версий Windows. И тогда осуществить стабильный запуск без дополнительных команд скрытия/показа (hide/unhide) разделов просто нереально. Суть такова, что если в конфигурационном файле GRUB прописано скрытие какого-либо раздела накопителя, то Windows банально не сможет его прочесть. А если раздел видимый, то с него соответственно можно будет загрузиться.

При наличии нескольких операционных систем сначала определитесь, какой именно экземпляр вы желаете загрузить, затем проверьте её точное расположение - необходимо знать, на каком разделе жёсткого диска она установлена. К примеру, имеются две различные версии Windows, расположенных соответственно на первом и втором разделах одного накопителя, и пользователю нужно загрузить именно вторую. Для этого в файле menu.lst нужно внести следующие изменения:

- title Windows,

- hide (hd0,0),

- unhide (hd0,1),

- rootnoverify (hd0,1),

- makeactive,

- chainloader +1,

- boot.

В сравнении с предыдущим образцом кода были добавлены команды hide и unhide, благодаря которым пользователь сможет загрузить нужную операционную систему с заданного раздела жёсткого диска.

Переустановка GRUB на случай критических неполадок

Даже в случае технических неполадок восстановить GRUB совершенно несложная задача. Для начала загружаем установочный LiveCD, открываем терминал сочетанием клавиш CTRL+ALT+T.

После этого поочерёдно вводим команды:

• sudo grub-install /dev/sda - установка GRUB непосредственно в MBR (sda - загрузочный диск);
• sudo update-grub - поиск других загрузочных записей на жестком диске (к примеру, Windows).

Теперь остаётся лишь перезагрузить компьютер и убедиться в полной работоспособности переустановленного загрузчика.

Вопрос о защите от зацикливания перезагрузки

Необходимость в подобной интегрированной в загрузчик GRUB системе защиты появляется тогда, когда размеры логов, расположенных в каталоге /var/log, из-за неконтролируемой записи информации в них растут до непозволительных объёмов. В нормально работающей системе предусмотрены специальные сервисы, архивирующие и подчищающие эти логи в автоматическом режиме. Таким образом, в большинстве случаев пользователю абсолютно не нужно тратить время, контролируя их объём.

Однако эти же службы запускаются лишь после загрузки операционной системы. До этого размеры лог-файлов абсолютно ничем не мониторятся, из-за чего в случае непредвиденного падения системы и дальнейших перезагрузок логи будут только лишь расти в объёме. И этот неконтролируемый их рост будет продолжаться ровно столько, сколько длятся перезагрузки из-за сбоя в системе. Впоследствии это всё может привести к полному заполнению того раздела, на котором расположен каталог /var/log, что чревато зависанием системы наглухо и невозможности запуска даже режима восстановления.

Именно от этого катастрофического положения и спасает интегрированная в GRUB система защиты от циклических перезагрузок, вывода "зависшее" меню GRUB, ожидающее явного вмешательства пользователя. Сама защита ориентируется на значение переменной recordfail, прописанного в скрипте /boot/grub/grub.cfg. В ходе каждой загрузки она устанавливается как recordfail=1, а на финальной загрузочной стадии сбрасывается до recordfail=0. И если именно такого сброса не произошло, то автоматическая загрузка полностью предотвращается и активируется та самая защита GRUB.

Для этого в /etc/defaul/grub находим переменную GRUB_RECORDFAIL_TIMEOUT и присваиваем ей значение в то количество секунд, в течение которых меню GRUB будет ждать вмешательства пользователя в случае отсутствия сброса recordfail с 1 до 0. После чего сохраняем изменения командой sudo update-grub, отключив тем самым защиту от зацикленной перезагрузки.

Кому это может быть полезно? Только для станций и серверов, в которых отсутствует клавиатура для ввода-вывода информации. Без неё, в случае подобных проблем, загрузка системы вообще бывает невозможна. Случаи зацикливания загрузки не так уж распространены и возникают в основном либо из-за проблем с питанием, либо из-за неполадок в программном обеспечении.

Деинсталляция GRUB и возвращение к Windows: быстро, просто и безболезненно

В случае если возникнет вопрос "Как удалить GRUB и оставить загрузчик другой операционной системы?", то в первую очередь пользователю потребуется её установочный диск/флешка. Разберём всё на конкретном простом примере: пользователь удаляет со своего компьютера Linux, оставляя в итоге одну лишь Windows, но при этом не может её загрузить ввиду ошибки Grub error. Для полного решения проблемы необходимо восстановить загрузчик Windows x86/64 bit:

1. Загружаемся с установочного накопителя, предварительно выставив в его на первом приоритете при загрузке в BIOS
2. Загрузившись с установочного носителя, выбираем раздел восстановления системы.
3. Из появившегося списка инструментов выбираем командную строку, в которой пропишем поочерёдно следующие команды:

• BOOTREC.EXE /FixBoot.
• BOOTREC.EXE /FixMbr.

Так как удалить GRUB можно в течение нескольких действий, то после всех успешно проведённых операций перезагружаем компьютер и без каких-либо проблем работаем уже в Windows-системе.