GRUB 配置和模块

目的与范围

本文档详细介绍了 Ventoy 如何利用 GNU GRUB (GRand Unified Bootloader) 作为其基础，以及它所采用的自定义模块如何提供灵活而强大的启动环境。它涵盖了 GRUB 的配置结构、核心模块、启动流程，以及 Ventoy 如何扩展 GRUB 的功能以支持从 ISO 文件无需解压即可启动多个操作系统。

有关 UEFI 启动过程的特定信息，请参阅 UEFI 启动过程。

GRUB 在 Ventoy 中的作用

GRUB 作为 Ventoy 的主要引导加载程序，为 Legacy BIOS 和 UEFI 启动环境提供了框架。Ventoy 通过自定义配置和模块扩展了 GRUB 的能力，以实现从 ISO 文件直接启动。

来源: INSTALL/grub/grub.cfg19-100

主要 GRUB 配置结构

Ventoy 中的主要 GRUB 配置文件定义了实用函数和启动流程逻辑。它以模块化的方式组织，以处理各种操作系统和启动场景。

核心功能

主配置包含许多实用函数

功能	目的
`ventoy_pause`	暂停执行并等待用户输入
`ventoy_debug_pause`	用于调试目的的条件性暂停
`ventoy_max_resolution`	设置最佳视频分辨率
`ventoy_cli_console`	切换到命令行控制台
`ventoy_gui_console`	切换到图形控制台
`ventoy_language`	加载语言配置
`ventoy_ext_menu`	加载扩展或自定义菜单选项
`ventoy_show_help`	显示帮助信息

来源: INSTALL/grub/grub.cfg24-134

操作系统检测系统

Ventoy 实现了一个复杂的操作系统检测系统，以确定如何启动不同类型的 ISO

检测过程检查 ISO 中的文件和结构，以识别操作系统类型，然后决定相应的启动过程。

来源: INSTALL/grub/grub.cfg141-187

启动处理逻辑

Windows 启动处理

对于 Windows ISO，Ventoy 执行以下关键操作

检查 Windows 特定的文件，如 BCD、boot.wim 等。
定位并处理 WIM 文件以实现正确启动
处理不同 Windows 版本的启动配置
为特殊场景支持 WimBoot 模式

来源: INSTALL/grub/grub.cfg975-1143 INSTALL/grub/grub.cfg219-256

Linux 启动处理

对于 Linux ISO，Ventoy

通过各种检测方法定位 initrd 文件
处理特定发行版的配置
准备链式加载数据
适应不同的 Linux 启动机制

来源: INSTALL/grub/grub.cfg257-426 INSTALL/grub/grub.cfg674-877

Unix 启动处理

Unix 系统（FreeBSD、DragonFly 等）接受特殊处理

检测 Unix 变体和版本
安装适当的内核模块
针对不同 Unix 发行版的特殊配置

来源: INSTALL/grub/grub.cfg583-609

GRUB 模块扩展

Ventoy 通过自定义模块扩展 GRUB 以增强功能

核心 Ventoy GRUB 模块

Ventoy 向 GRUB 添加了多个模块以增强其功能

模块	目的
文件系统处理器	超越 GRUB 的原生支持，增强 ISO 处理能力
启动方法模块	针对不同启动方式的专用模块
ISO 解析	解析和提取 ISO 中所需文件的模块
Menu 渲染	支持主题的自定义菜单显示

来源: INSTALL/grub/grub.cfg19-23

启动流程扩展

替代启动模式

Ventoy 支持多种替代启动模式以应对特殊情况

WimBoot 模式：对于 Windows ISO，提供了一种替代的启动方法
GRUB2 模式：对于需要特殊处理的某些 Linux 发行版
内存磁盘模式：在启动前将整个 ISO 加载到内存中

这些替代模式根据操作系统检测或用户选择进行激活。

来源: INSTALL/grub/grub.cfg975-1143

链式加载过程

链式加载过程是 Ventoy 操作的关键部分，它允许将控制权传递给 ISO 内的引导加载程序

链式加载过程在 Legacy BIOS 和 UEFI 环境之间有所不同，两者会使用适当的加载程序。

来源: INSTALL/grub/grub.cfg640-656 INSTALL/grub/grub.cfg788-894

自定义和扩展

插件集成

Ventoy 的 GRUB 配置支持插件，允许扩展功能

function ventoy_ext_menu {    
    if [ -e $vt_plugin_path/ventoy/ventoy_grub.cfg ]; then
        set ventoy_new_context=1
        configfile $vt_plugin_path/ventoy/ventoy_grub.cfg
        unset ventoy_new_context
    else
       echo "ventoy_grub.cfg NOT exist."
       echo -en "\n$VTLANG_ENTER_EXIT ..."
       read vtInputKey
    fi
}

来源: INSTALL/grub/grub.cfg101-111

语言支持

Ventoy 通过专门的 GRUB 配置支持多语言

function ventoy_language {
    configfile $prefix/menulang.cfg
}

function ventoy_load_menu_lang_file {
    vt_load_file_to_mem "auto" $prefix/menu.tar.gz vtoy_menu_lang_mem
    loopback vt_menu_tarfs mem:${vtoy_menu_lang_mem_addr}:size:${vtoy_menu_lang_mem_size}    
}

来源: INSTALL/grub/grub.cfg88-90 INSTALL/grub/grub.cfg136-139

Ventoy 的 GRUB 配置与其他组件的交互

Ventoy 的 GRUB 实现与多个系统组件交互

来源: INSTALL/grub/grub.cfg README.md96-113

结论

Ventoy 的 GRUB 配置和模块构成了其启动系统的核心，为直接从 ISO 文件启动各种操作系统提供了一个灵活而强大的框架。广泛的自定义功能和对不同启动方式的支持，使得 Ventoy 能够支持各种操作系统和启动场景。

Ventoy 中的 GRUB 实现展示了一种创新的引导加载程序设计方法，它极大地扩展了 GRUB 的原始功能，创造了一个多功能的多启动系统。