Linux 与 Windows 10 用 GRUB 引导教程

前言

去年暑假的时候，写了一篇如何装 Linux 和 Windows 10 双系统的文章发在了简书上，我写这篇文章的原因是当初装双系统确实是折腾了许久，网上也找不到一篇详尽的教程。由于去年对于写教程还不是熟练，而这一年多的使用过程也遇到了一些问题，所以就准备「Refactoring」这篇文章。

EFI 分区

在教程正式开始之前，先花一点时间说明 EFI 分区的组成和作用。 首先，在你装了 Windows 之后，Windows 在装机过程中会将硬盘划分出一个约 100m 大小的分区，称为 EFI 分区这个分区就是起引导作用的。在资源管理器中是看不到的这个分区的，可以在磁盘管理中看到，管理则需要借助 DG 工具。便于说明，在装好了 Linux 之后，我将 EFI 挂载至 boot 分区截图：可以看到，该分区包含 3 个文件夹（如果你没有装 Linux 的话，就只有两个），分别是 Boot、Microsoft 和 Manjaro，其中 Boot 文件夹就是 UEFI 引导所必需的文件。 我们继续打开 Microsoft/Boot 文件夹：

这些文件就是启动 Windows 10 所必需的，包含了语言包、字体等，BCD 包含了 Windows 引导开始以后的信息。其中，bootmgfw.efi 是 Windows 默认引导文件。

1. EFI/Boot/bootx64.efi
2. EFI/Microsoft/Boot/bootmgfw.efi

以上是采用 UEFI 启动 Windows 10 的文件结构，也就是说，当你按下开机按钮的时候，首先 UEFI 找到 EFI 分区的 Boot 文件夹，然后加载 bootx64.efi 文件，读取文件信息，找到 EFI/Microsoft/Boot/bootmgfw.efi，按照 bootmgfw.efi 的要求，加载所需的启动信息，启动 Windows 10。

准备工作

在正式装系统之前，我们还需要做一些准备工作：

关闭 Windows 的快速启动

这个功能的作用是在于关机的时候不完全断电，类似将系统处于「休眠」状态，这样可以让开机更加迅速。但这也就导致了只能使用 Windows 系统。

关闭 BIOS 的 Secure Boot 的功能

在默认情况下，UEFI 固件只会加载那些被签名的引导程序。在缺少 Secure Boot 功能的传统 PC 机上，恶意的后门程序可以加载自身，进而摇身一变伪装成一个引导程序。这样的话，BIOS 就会在启动的时候加载后门程序，这样它就可以躲过操作系统，把自己隐藏得很深。 但是不得不说，这对我们安装 Linux 造成了很大的困扰，也是直接导致我们重启到 Windows 10 后进不去 Linux 的原因。 首先我们要关闭这个功能：进入 BIOS 找到 Secure Boot，选择 disabled，这样就关闭了。当然，有些人进入 BIOS 会发现 Secure Boot 这个选项是灰色的（比如我的就是），这时你需要先给你的 BIOS 设一个密码，然后就能关 Secure Boot 了。

安装 Linux

所有的准备都已经完成，这时就可以准备刻录 U 盘了，不推荐 UltraISO，经亲测，软碟通仅刻录 Ubuntu 能成功，其它绝大多数发行版都会失败。推荐「Rufus」和「USBWriter」，这两个软件都可以。 刻录完成后，重启按 f12，选择从 USB 设备启动，对于绝大多数发行版来说一路回车就行了，只需要注意一点：在选择挂载 boot 位置的时候，一定要挂载在 efi 分区，别的都不行。 重启之后，不出意外的话，你会直接进入 Windows 10，不要担心，这时 Linux 已经安装成功了，我们只需要将引导文件替换一下。

替换引导文件

先用 DG 打开 EFI 分区，你会看到多了一个文件夹，名称取决于你安装的是哪一个发行版。我安装的是 Manjaro Linux，名称就是 Manjaro，打开之后会发现里面有一个名为 grubx64.efi 的文件，这就是启动 Linux 的引导文件。和 Windows 10 的 bootmgfw.efi 类似，我们想要用 grubx64.efi 引导代替掉 bootmgfw.efi，这样就可以用 GRUB 引导了。步骤：

1. 进入管理员命令行。方法：win + x，再按 a，这里注意看你打开的是 Powershell 还是 CMD，
2. 输入以下命令：

bcdedit /set {bootmgr} path \EFI\Manjaro\grubx64.efi
#如果报错，就把 {bootmgr} 用单引号引起来，CMD 和 Powershell 语法的区别

至此，如果你安装的是除 Arch 之外绝大多数发行版，那么接下来就和你没有啥关系了，你已经成功了，好好享受吧！

开机之后会发现进入 GRUB 的引导了，通常会包含至少三个选项（以 Manjaro 举例）：Manjaro、Manjaro 高级选项和 Windows Manager。这就代表你已经完美的解决了 Windows 和 Linux 双系统引导的问题。

修复 Windows 引导

这一点是我安装 Arch Llinux 的时候发现的，Arch Linux 安装过程是手动安装的，在编写 GRUB 的时候会扫描不到 Windows Manager 所在的分区（当然可能不是所有人都会遇到），所以在 GRUB 界面可能会看不到 Windows Manager 选项，导致进不去 Windows 10，这里就需要手动编辑 GRUB 信息，我们打开 /boot/grub/grub.cfg 文件，发现里面确实没有 Windows 10 的启动信息，在后面加上：

menuentry "Microsoft Windows 10" {
  insmod part_get
  insmod fat
  insmod search_fs_uuid
  insmod chain
  search --fs-uuid --set=root $hints_string $fs_uuid
  chainloader /EFI/Microsoft/Boot/bootmgfw.efi
}

注意：

这里的 $hints_string，代表的是终端执行命令：

sudo grub-probe --target=hints_string /boot/efi/EFI/Microsoft/Boot/bootmgfw.efi

后的输出；

而 $fs_uuid 代表的是：

sudo grub-probe --target=fs_uuid /boot/efi/EFI/Microsoft/Boot/bootmgfw.efi

的输出。

然后保存。在终端执行命令：sudo grub-mkconfig -o /boot/grub/grub.cfg，就 OK 了。

到此，Arch Linux 和 Windows 10 双系统也配置完毕了。

附加问题

在使用这一年多的时间，遇到了以下的几个问题：

1. 在 Windows 10 进行了一个大更新后，会发现 GRUB 引导界面没有了，还是直接进入了 Windows 10，这时只需要按照 替换引导文件 的方法重新输入一遍命令就行。
2. 使用 Linux 某个发行版一段时间之后，难免会想尝试一下另一个发行版。这时请务必将之前的发型版的引导文件删除，否则可能会出现无论怎么设置都无法进入 GRUB 的情况。例如：我之前用的是 Ubuntu，我现在换成了 Manjaro，我就需要用 DG 删除 EFI 分区的 Ubuntu 文件夹。
3. 在我使用 Manjaro 更新了一次 Linux 的内核后，进不去 Windows 10 了，这个时候千万不要直接修复 Windows 10 引导，这会格式化 EFI 分区，只需要按上面 修复 Windows 引导的方法编辑一下 GRUB 就可以了。

最后：祝使用愉快。