GRUB の起動構造

GRUB 2 の実際の構成は、古い説明で使われる Stage 1 / Stage 1.5 / Stage 2 という区分だけでは説明しきれません。ここでは、BIOS と UEFI の違いを含めて、起動時にどこから何が読み込まれるかを整理します。

1. GRUB の役割
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GRUB（GRand Unified Bootloader）は、Linux カーネルや他の OS の起動プログラムを読み込むブートローダーです。起動メニューを表示するため、ブートマネージャーとしての役割も持っています。

GRUB の配置と読み込み方は、次の二つの軸で変わります。

BIOS モードでは、GRUB の小さな最初のコードがディスク先頭の MBR に配置されます。MBR のブートコード領域は約 446 バイトしかないため、ファイルシステムを理解する完全な GRUB を保存することはできません。

最初のコードは、次の段階の core.img を読み込みます。core.img には、GRUB の基本機能、必要なファイルシステムモジュール、次のファイルを探すための情報などが含まれます。

「Stage 1.5」という呼び方は、この中間段階を説明するための歴史的・教育的な表現です。すべての GRUB 2 インストールに、固定された Stage 1.5 ファイルが存在するという意味ではありません。

core.img が必要なモジュールを読み込めるようになると、GRUB はファイルシステム上のファイルを扱えるようになります。通常、次のようなファイルを読み込みます。

/boot/grub/grub.cfg
/boot/grub/*.mod
/boot/vmlinuz-*
/boot/initramfs-*

その後、GRUB はメニューを表示し、選択された Linux カーネルと initramfs をメモリへ配置して、Linux の起動プロトコルに従って制御を渡します。

UEFI では、ファームウェアが ESP から EFI プログラムを読み込みます。GRUB の EFI プログラムは、例えば次の場所に保存されます。

/EFI/ubuntu/grubx64.efi
/EFI/BOOT/BOOTX64.EFI

.efi は通常 PE/COFF 形式であり、ELF ではありません。UEFI が grubx64.efi を実行すると、GRUB は設定ファイル、モジュール、Linux カーネル、initramfs を読み込みます。

UEFI モードでは、GRUB の EFI プログラムを MBR に埋め込む必要はありません。ESP のファイルと UEFI の起動項目が重要になります。

古い GRUB の説明では、次のように表現されます。

Stage 1   → MBR の小さな起動コード
Stage 1.5 → ファイルシステムを扱う中間コード
Stage 2   → /boot/grub の完全な GRUB

学習用の流れとしては便利ですが、現代の GRUB 2 では boot.img、core.img、モジュール、設定ファイル、EFI プログラムという構成で説明した方が正確です。