GRUB源代码剖析：从MBR到文件系统

"这篇资料主要分析的是0.93版的GRUB源代码，GRUB作为一个迷你操作系统，具有shell、脚本支持和文件系统功能。文章通过简略流程介绍了GRUB的启动过程，包括BIOS加载MBR中的stage1，stage1加载stage1.5或stage2，最终由stage2执行并进入保护模式。stage2负责查找配置文件或启动shell，执行用户输入的命令，并可能加载其他操作系统。此外，文章还提到了stage2中的文件系统调用接口，如grub_open、grub_close等，用于文件操作。" 在深入分析GRUB源代码之前，我们首先需要理解其基本结构和作用。GRUB（GRand Unified Bootloader）是一个多启动加载器，它允许用户在计算机启动时选择要加载的操作系统。0.93版本的GRUB主要分为三个阶段： 1. **Stage 1**: 存储在MBR（主引导记录）中的小程序，通常只有512字节，用于加载更大的stage1.5或直接加载stage2。根据stage2的存储位置，stage1会包含指向stage1.5或stage2的磁盘位置信息。 2. **Stage 1.5**: 这是一个过渡阶段，主要用于处理分区信息，它会加载位于特定分区的stage2。stage1.5的作用仅限于加载stage2，自身不执行其他操作。 3. **Stage 2**: 这是一个更复杂的模块，具有完整的内核功能，包括文件系统支持、shell和脚本解析。stage2会将系统切换到保护模式，初始化C运行时环境，并寻找配置文件（如menu.lst），如果没有找到，它会启动一个交互式shell，让用户手动输入启动命令。一旦执行了`boot`命令，GRUB会将控制权传递给加载的操作系统。 在文件系统方面，GRUB提供了诸如grub_open、grub_close、grub_read和grub_dir等函数，这些函数为不同文件系统的驱动提供了一个统一的接口。文件系统驱动可以按照这些接口编写，使得GRUB能够支持多种不同的文件系统类型，如EXT2、FAT、NTFS等。 通过这些接口，GRUB能够读取配置文件，加载内核和初始RAM磁盘（initrd），以及执行链式加载（chainloading），即加载另一个引导加载器以启动其他操作系统。GRUB的灵活性和强大的功能使其成为多操作系统环境下的首选引导加载器。 源代码分析涉及的内容广泛，包括但不限于：内存管理、磁盘I/O、文件系统驱动实现、命令解析和脚本执行逻辑等。对这些内容的深入理解和分析有助于开发者更好地定制和优化GRUB，以满足特定的系统需求。