如何用U盘制作一个可以安装多个不同版本的Linux系统ISO镜像文件的启动盘

U盘引导多个linux镜像安装,同时支持BIOS和UEFI模式

• 准备开整

• 基本步骤

• 步骤一: 格式化U盘

• 注意点: bios_grub标记的分区

• 步骤二: 安装grub到U盘

• 步骤三: 添加grub菜单

• 参考文献

前言: 生命不息，折腾不止。在折腾中进步，在踩坑中成长。

准备开整

• U盘一枚(4G容量以上，备份好数据，一会可能要重新格式化)

• 可用的任意操作系统,64位(32位就不要折腾UEFI了)

• UEFI 与 ESP 预备知识，限于篇幅就不详细介绍了，自己看文档原理

USB启动的原理就不多做讲解了，有兴趣的话找找相关的文档，介绍很多，也很详细，跟硬盘引导过程差不多。注意的是BIOS+MBR模式和UEFI+GPT模式是不同的。

基本步骤

先说一下我的环境，金士顿16G U盘一个，操作系统是Deepin 2014.3 64bit，基于Ubuntu 14.04，其他类似的系统可以类比。Linux系统本来就使用grub引导(不要在CentOS/RHEL 6及以下版本折腾了，那个是Grub Legacy，已经不维护了)，折腾起来要比其他操作系统方便的多，软件仓库就有grub相关的软件包，也不需要单独安装太多东西。Windows下可以用 grub2win ，原理是一样的。

步骤一: 格式化U盘

想要支持UEFI引导，GPT是不可少了，而且GPT是兼容MBR了。所以第一步需要先将U盘格式化为GPT分区，这样efi文件可以和MBR共存，实现UEFI和BIOS双支持。

如果U盘已经是

Linux下支持GPT分区的工具: parted, gdisk。大致的步骤就是使用gdisk(命令和操作方式几乎和fdisk完全一样，只是支持GPT),或parted对U盘重新分区，然后标记ESP。如果用gdisk，只要给分区标记EF00编号即可，如果用parted，给分区boot标记即可。命令行就不演示了，很简单，我这边截图使用图形化工具gparted分区，同样结果也是GPT分区。

图形化的gparted操作也很简单，建立GPT分区表，分区，格式化为FAT32( 注: 尽管ESP支持多种分区，但是为了通用性与兼容性还是建议FAT32 )，标记分区为boot

这样U盘处理就完成了，使用gdisk或parted显示一下U盘的信息，看到这样的信息就是OK的

$ sudo gdisk -l /dev/sdb  # 根据你的U盘的名字修改dev设备 
GPT fdisk (gdisk) version 0.8.8

Partition table scan: 
MBR: protective      # <========================= 保护性的MBR，这个是GPT兼容MBR的一种设计 
BSD: not present 
APM: not present 
GPT: present         # <========================= 看这里，已经是GPT了

Found valid GPT with protective MBR; using GPT.   # <========== 这里的显示也说明是GPT分区 
Disk /dev/sdb: 30736384 sectors, 14.7 GiB 
Logical sector size: 512 bytes 
Disk identifier (GUID): 022EE53E-9641-4D28-9394-0826CFA24730 
Partition table holds up to 128 entries 
First usable sector is 34, last usable sector is 30736350 
Partitions will be aligned on 2048-sector boundaries 
Total free space is 4029 sectors (2.0 MiB)

Number  Start (sector)    End (sector)  Size       Code  Name 
1            2048        30734335   14.7 GiB    EF00         # <======== 这里很关键，看Code是EF00，想要分区成为ESP必须设置这个标记，如果手工用gdisk别忘了这一步

$ sudo parted /dev/sdb print 
Model: Kingston DataTraveler 3.0 (scsi) 
磁盘 /dev/sdb: 15.7GB 
Sector size (logical/physical): 512B/512B 
分区表：gpt                                 # <======= GPT分区 
Disk Flags:

• 数字  开始：  End     大小    文件系统  Name  标志 


• 1  1049kB  15.7GB  15.7GB  fat32         启动, esp      # <===== ESP已经设置成功 



注意点: bios_grub标记的分区

这个要特别强调，bios_grub标记的分区必须存在，否则BIOS模式下无法使用 。

有关bios_grub标记的分区说明: https://help.ubuntu.com/community/Installation/UEFI-and-BIOS#Make_a_system_bootable_in_UEFI_as_well_as_BIOS

这里我简单提及一下这个标记的作用。上面提到过，GPT兼容MBR，如果要让grub在GPT上使用MBR模式安装的话，需要设置这个标记。按照ubuntu官方文档(上面那个文档，想了解详细的话必看!)，这个分区有以下几个特点:

• 1MB容量

• 不需要格式化

• 设置bios_grub标记

如果用gdisk, parted, gparted这些工具分区的时候，你会发现总会有一个1MB的剩余空间，就是干这个用的，现在，我只需要给这个剩余空间分区，并打上bios_grub标记就行了(EF02)，不用格式化。parted操作也类似

• sudo gdisk /dev/sdb# 下面可以看到gdisk的操作几乎和fdisk完全一样，熟悉fdisk可以无压力上手GPT fdisk (gdisk) version 0.8.8Partition table scan:


•  MBR: protective


•  BSD: not present


•  APM: not present


•  GPT: presentFound valid GPT with protective MBR; using GPT.Command (? for help): nPartition number (2-128, default 2):First sector (34-30736350, default = 30734336) or {+-}size{KMGTP}:Last sector (30734336-30736350, default = 30736350) or {+-}size{KMGTP}:Current type is 'Linux filesystem'Hex code or GUID (L to show codes, Enter = 8300): EF02Changed type of partition to 'BIOS boot partition'Command (? for help): pDisk /dev/sdb: 30736384 sectors, 14.7 GiBLogical sector size: 512 bytesDisk identifier (GUID): 0086B5EF-81D9-4BD1-816C-AD1EADCD2338Partition table holds up to 128 entriesFirst usable sector is 34, last usable sector is 30736350Partitions will be aligned on 2048-sector boundariesTotal free space is 2014 sectors (1007.0 KiB)Number  Start (sector)    End (sector)  Size       Code  Name


•            2048        30734335   14.7 GiB    EF00        30734336        30736350   1007.5 KiB  EF02  BIOS boot partition # <== EF02对应的就是bios_grub这个标记Command (? for help): wFinal checks complete. About to write GPT data. THIS WILL OVERWRITE EXISTING


• PARTITIONS!!Do you want to proceed? (Y/N): y


• OK; writing new GUID partition table (GPT) to /dev/sdb.Warning: The kernel is still using the old partition table.The new table will be used at the next reboot.The operation has completed successfully.sudo parted /dev/sdb printsudo gdisk /dev/sdb


• GPT fdisk (gdisk) version 0.8.8Partition table scan:


•  MBR: protective


•  BSD: not present


•  APM: not present


•  GPT: presentFound valid GPT with protective MBR; using GPT.Command (? for help): nPartition number (2-128, default 2):First sector (34-30736350, default = 30734336) or {+-}size{KMGTP}:Last sector (30734336-30736350, default = 30736350) or {+-}size{KMGTP}:Current type is 'Linux filesystem'Hex code or GUID (L to show codes, Enter = 8300): EF02Changed type of partition to 'BIOS boot partition'Command (? for help): pDisk /dev/sdb: 30736384 sectors, 14.7 GiBLogical sector size: 512 bytesDisk identifier (GUID): 0086B5EF-81D9-4BD1-816C-AD1EADCD2338Partition table holds up to 128 entriesFirst usable sector is 34, last usable sector is 30736350Partitions will be aligned on 2048-sector boundariesTotal free space is 2014 sectors (1007.0 KiB)Number  Start (sector)    End (sector)  Size       Code  Name


•            2048        30734335   14.7 GiB    EF00        30734336        30736350   1007.5 KiB  EF02  BIOS boot partitionCommand (? for help): wFinal checks complete. About to write GPT data. THIS WILL OVERWRITE EXISTING


• PARTITIONS!!Do you want to proceed? (Y/N): y


• OK; writing new GUID partition table (GPT) to /dev/sdb.Warning: The kernel is still using the old partition table.The new table will be used at the next reboot.The operation has completed successfully.$ sudo parted /dev/sdb printModel: Kingston DataTraveler 3.0 (scsi)磁盘 /dev/sdb: 15.7GBSector size (logical/physical): 512B/512B分区表：gptDisk Flags: 数字  开始：  End     大小    文件系统      Name                 标志


•    1049kB  15.7GB  15.7GB  fat32                          启动, esp    15.7GB  15.7GB  1032kB            BIOS boot partition  bios_grub  # <== 要的就是这个!



至此分区的步骤就完成了。如果你已经是GPT分区了，就不用重新分区了，只要处理成ESP就行了

步骤二: 安装grub到U盘

这一步相比上一步已经简单许多了，但还是有一个小坑需要注意。先贴命令：

• $ sudo mount /dev/sdb1 /mnt -o uid=$USER,gid=$USER  # 没什么好说的，挂载U盘使用，加上uid和gid参数只是为了编辑文件不需要sudo而已# grub安装到MBR$  sudo grub-install --target=i386-pc --recheck --boot-directory=/mnt/boot /dev/sdbInstalling for i386-pc platform.Installation finished. No error reported.# grub安装到ESP,特别注意--removable参数，安装到移动设备上一定要用这个参数$ sudo grub-install --target x86_64-efi --efi-directory /mnt --boot-directory=/mnt/boot --removableInstalling for x86_64-efi platform.Installation finished. No error reported.



命令没有任何难度，但是有几个坑需要特别注意:

• Ubuntu的分包问题grub默认的target是i386-pc，这个target包含在 grub-pc 这个包，如果你的系统使用BIOS+MBR安装，这个包默认是存在的。x86_64-efi这个target包含在 grub-efi 这个包，只有你的系统使用UEFI+GPT方式安装这个包才会存在。如果某个target报错，错误信息类似于 grub-install: error: /usr/lib/grub/x86_64-efi/modinfo.sh doesn't exist. Please specify --target or --directory. 这样的话，就需要安装 grub-pc 或 grub-efi 之后再试。

• 安装到ESP要加–removable这个参数 这个参数专门针对于可移动设备，一定要加

• bios_grub标记的分区 如果按照上面的分区过程操作了，增加了这个标记的分区，安装grub的时候会自动识别这个标记的分区并成功安装grub，否则报错:

  Installing for i386-pc platform.grub-install: warning: this GPT partition label contains no BIOS Boot Partition; embedding won't be possible.
  grub-install: warning: 无法嵌入。在此次安装中 GRUB 只能通过使用块列表安装。但是块列表是不可信赖的，不推荐使用。.
  grub-install：错误： will not proceed with blocklists.
  

步骤三: 添加grub菜单

如果前面都没问题的话，最后就只剩下添加grub菜单了。在 /mnt/boot/grub 这个目录下，新建 grub.cfg 配置文件就行了。grub2的语法很复杂，图省事就从网上各种摘抄拼接就行了。比如我把linux发行版的iso镜像都扔到了 boot/iso 这个目录，于是乎我的 grub.cfg 成了这样:

• # path to the partition holding ISO images (using UUID)probe -u $root --set=rootuuidset imgdevpath="/dev/disk/by-uuid/$rootuuid"# define globally (i.e outside any menuentry)insmod search_fs_uuid


• search --no-floppy --set=isopart --fs-uuid $rootuuid


• insmod all_video


• menuentry "Linux Mint cinnamon 64bit ISO" {


• set isofile=/boot/iso/linuxmint-17.2-cinnamon-64bit.iso


• loopback loop ($isopart)$isofile


• linux (loop)/casper/vmlinuz file=/cdrom/preseed/linuxmint.seed boot=casper iso-scan/filename=$isofile noeject noprompt splash locale=zh_CN.UTF-8 --


• initrd (loop)/casper/initrd.lz}menuentry "Ubuntu Desktop 64bit ISO" {


• set isofile=/boot/iso/ubuntu-14.04.3-desktop-amd64+mac.iso


• loopback loop ($isopart)$isofile


• linux (loop)/casper/vmlinuz file=/cdrom/preseed/ubuntu.seed boot=casper iso-scan/filename=$isofile noeject noprompt splash locale=zh_CN.UTF-8 --


• initrd (loop)/casper/initrd.lz}menuentry "UbuntuKylin Desktop 64bit ISO" {


• set isofile=/boot/iso/ubuntukylin-14.04.3-desktop-amd64.iso


• loopback loop ($isopart)$isofile


• linux (loop)/casper/vmlinuz.efi boot=casper iso-scan/filename=$isofile noeject noprompt splash locale=zh_CN.UTF-8 --


• initrd (loop)/casper/initrd.lz}menuentry "Ubuntu Server 64bit ISO" {


• set isofile=/boot/iso/ubuntu-14.04.3-server-amd64+mac.iso


• loopback loop ($isopart)$isofile set gfxpayload=keep


• linux (loop)/install/vmlinuz file=/cdrom/preseed/ubuntu-server.seed iso-scan/filename=$isofile quiet --


• initrd (loop)/install/initrd.gz}menuentry "Deepin 2014 ISO" {


• set isofile=/boot/iso/deepin_2014.3_amd64.iso


• loopback loop ($isopart)$isofile


• linux (loop)/casper/vmlinuz boot=casper iso-scan/filename=$isofile noeject noprompt splash locale=zh_CN.UTF-8 --


• initrd (loop)/casper/initrd.lz}



根据自己的需求增删改改就行了。想进一步美化的话，grub2关于美化的文档也很多，就不赘述了。

注意: 不要使用虚拟机测试，因为虚拟机不能完整模拟主板。因此不一定能引导你的U盘，让你误以为制作失败了。尽可能用真机去测试引导。

最后，贴一个效果图，可以看到BIOS模式和UEFI都可以引导了

补充: 稍作美化一下效果，只不过那个从本地硬盘启动还没实现，需要看看别人怎么写的。