Настройка UEFI-загрузчика. Самое краткое руководство в мире

Опубликовано lynx - пн, 11/07/2016 - 17:39

Как устроена загрузка современных ОС? Как при установке системы настроить загрузку посредством UEFI, не утонув в руководствах и ничего не сломав?

 

Я обещал "самое краткое руководство". Вот оно:

  1. Создаём на диске таблицу разделов GPT
  2. Создаём FAT32-раздел на пару сотен мегабайт
  3. Скачиваем из интернета любой UEFI-загрузчик
    (нам нужен сам загрузчик, это один бинарный файл!)
  4. Переименовываем и кладем этот файл на созданный раздел по адресу /EFI/Boot/bootx64.efi
  5. Создаём текстовый конфиг, кладем его там, где загрузчик ожидает его увидеть
    (настройка и местоположение конфига зависят от конкретной реализации загрузчика, эта информация доступна в интернете)
  6. После перезагрузки видим меню загрузчика
    (Если на диске установлена Windows 8 или 10 — с большой вероятностью это руководство сокращается до пунктов 3 — 5.)

 

TL;DR не надо прописывать путь к загрузчику в новых загрузочных записях UEFI — надо файл загрузчика расположить по стандартному "пути по-умолчанию", где UEFI его найдет, и вместо загрузочного меню UEFI пользоваться меню загрузчика, которое гораздо проще и безопаснее настраивается

Как делать не надо

 

Есть, на самом-то деле, несколько способов настроить UEFI-загрузку. Я начну с описания других вариантов — чтобы было понятно, как (и почему) делать не надо. Если вы пришли за руководством — мотайте в самый низ.

 

Не надо лезть в NVRAM и трогать efivars

 

Наиболее "популярная" процедура установки загрузчика в систему такова: установщик ОС создаёт специальный раздел, на нём — структуру каталогов и размещает файлы загрузчика. После этого он с помощью особой утилиты (efibootmgr в linux, bcdedit в windows) взаимодействует с прошивкой UEFI-чипа, добавляя в неё загрузочную запись. В этой записи указывается путь к файлу загрузчика (начиная от корня файловой системы) и при необходимости — параметры. После этого в загрузочном меню компьютера появляется опция загрузки ОС. Для linux существует возможность вообще обойтись без загрузчика. В загрузочной записи указывается путь сразу к ядру вместе со всеми параметрами. Ядро должно быть скомпилировано с опцией EFISTUB (что давно является стандартом для большинства дистрибутивов), в этом случае оно содержит в себе заголовок "исполняемого файла EFI", позволяющий прошивке его запускать без внешнего загрузчика.

 

При старте системы, когда пользователь выбирает нужную ему загрузочную запись, прошивка UEFI сперва ищет на прописанном в этой записи диске особый EFI-раздел, обращается к файловой системе на этом разделе (обязательно FAT или FAT32), и запускает загрузчик. Загрузчик считывает из файла настроек свой конфиг, и либо грузит ОС, либо предоставляет загрузочное меню. Ничего не замечаете? Да, у нас два загрузочных меню — одно на уровне прошивки чипа UEFI, другое — на уровне загрузчика. В реальности о существовании второго пользователи могут даже не догадываться — если в меню всего один пункт, загрузчик Windows начинает его грузить без лишних вопросов. Увидеть экран с этим меню можно, если поставить вторую копию Windows или просто криво её переустановить.

 

Обычно для управления загрузочными записями руководства в интернете предлагают взаимодействовать с прошивкой UEFI. Есть аж пять основных вариантов, как это можно сделать: efibootmgr под linux, bcdedit в windows, какая-то софтина на "Маках", команда bcfg утилиты uefi shell (запускается из-под UEFI, "на голом железе" и без ОС, поскольку скомпилирована в том самом особом формате) и для особо качественных прошивок — графическими средствами UEFI (говоря популярным языком, "в настройках BIOS").

 

За всеми вышенаписанными "многобуков" вы могли легко упустить такую мысль: пользователь, чтобы изменить настройки программной части (например, добавить параметр запуска ОС), вынужден перезаписывать flash-память микросхемы на плате. Есть ли тут подводные камни? О да! Windows иногда способна сделать из ноутбука кирпич, linux тоже, причём разными способами. Качество прошивок часто оставляет желать лучшего — стандарты UEFI либо реализованы криво, либо не реализованы вообще. По логике, прошивка обязана переживать полное удаление всех переменных efivars без последствий, не хранить в них критичных для себя данных и самостоятельно восстанавливать значения по-умолчанию — просто потому что пользователь имеет к ним доступ, и вероятность их полного удаления далека от нуля. Я лично в процессе экспериментов неоднократно (к счастью, обратимо) "кирпичил" свой Lenovo — из загрузочного меню исчезали все пункты, включая опцию "зайти в настройки".

 

Работа с загрузочными записями UEFI — тоже не сахар. К примеру, утилита efibootmgr не имеет опции "редактировать существующую запись". Если ты хочешь немного изменить параметр ядра — ты удаляешь запись целиком и добавляешь её снова, уже измененную. При этом строка содержит в себе двойные и одинарные кавычки, а также прямые и обратные слеши в не особо очевидном порядке. Когда я наконец заставил эту магию работать — я сохранил её в виде bash-скриптов, которые до сих пор валяются у меня в корневой ФС:

 

efibootmgr -c -L "Archlinux (debug)" -l '\EFI\archlinux\vmlinuz-linux' -u "root=/dev/mapper/vg1-lvroot rw initrd=\EFI\archlinux\initramfs-linux.img systemd.log_level=debug systemd.log_target=kmsg log_buf_len=1M enforcing=0"

 

Не надо использовать GRUB

 

Это чёртов мастодонт, 90% функциональности которого предназначено для дисков с MBR. Для настройки необходимо отредактировать ряд файлов, после чего выполнить команду генерации конфига. На выходе получается огромная малопонятная нормальному человеку простыня. В составе — гора исполняемых файлов. Ставится командой, которую просто так из головы не возьмешь — надо обязательно лезть в документацию

 

grub-install --target=x86_64-efi --efi-directory=esp_mount --bootloader-id=grub

 

Для сравнения — самый простенький UEFI-bootloader, который есть в составе пакета systemd, ставится командой

 

bootctl install --path=/boot

 

Эта команда делает ровно две вещи: копирует исполняемый файл загрузчика на EFI-раздел и добавляет свою загрузочную запись в прошивку. А конфиг для неё занимает ровно СЕМЬ строчек.

 

"Самое краткое руководство" — чуть более подробно

 

Загрузочное меню надо реализовывать на уровне загрузчика — править текстовые конфиги гораздо проще и безопасней.

 

Загрузочная запись нам не нужна — дело в том, что при выставлении в настройках BIOS загрузки с диска прошивка UEFI сначала ищет на нём EFI-раздел, а затем пытается исполнить файл по строго фиксированному адресу на этом разделе: /EFI/Boot/BOOTX64.EFI

 

Что такое "EFI-раздел"? В теории, он должен иметь особый тип "EFI System" (ef00). На практике, годится первый раздел на GPT-диске, отформатированный в FAT32 и имеющий достаточно места, чтобы разместить загрузчик и вспомогательные файлы (если есть).

 

Пункт 3: "Скачиваем из интернета любой UEFI-загрузчик". Что это значит? Загрузчик — это просто исполняемый файл определенного формата, к которому в комплекте идет конфиг. К примеру, если у вас есть под рукой установленный пакет с systemd — файл загрузчика можно найти по адресу /usr/lib/systemd/boot/efi/systemd-bootx64.efi, переименовать его в bootx64.efi и скопировать в /EFI/Boot/ на EFI-разделе. Нет под рукой systemd? Скачайте архив с сайта Archlinux. Или с репозитария Ubuntu. Или Debian. Есть под рукой система с Windows? Возьмите виндовый загрузчик оттуда, тоже сгодится )) Если сумеете настроить, я честно говоря не пробовал.

 

Пункт 4: "Настроить конфиг". Как и обычная программа, когда загрузчик запускается — он ожидает найти по определенным путям файлы конфигурации. Обычно эту информацию легко найти в интернете. Для загрузчика systemd-boot нам необходимо в корне EFI-раздела создать каталог "loader", а в нём файл "loader.conf" с тремя строчками (привожу свои):

 

default     archlinux
timeout     10
editor      1

 

Параметр editor отвечает за возможность отредактировать пункт загрузочного меню перед запуском.

 

Рядом с loader.conf необходимо создать каталог entries — один файл в нём будет отвечать за одну загрузочную запись в boot-меню. У меня там один файл arch.conf с таким содержанием:

 

title          Arch Linux
linux          /efi/archlinux/vmlinuz-linux
initrd         /efi/archlinux/initramfs-linux.img
options        root=/dev/mapper/vg1-lvroot rw initrd=\EFI\archlinux\intel-ucode.img

 

Я не упомянул, но довольно очевидно — ядро и initramfs должны лежать в одной файловой системе с загрузчиком, то есть на EFI-разделе. Пути к ним в конфигах отсчитываются от корня этой ФС.

 

Другие загрузчики

 

systemd-boot очень простой и предоставляет спартанского вида чёрно-белое меню. Есть варианты красивей, если душа просит красоты.

 

rEFind — очень красивый загрузчик. Скачать можно тут в виде deb-пакета. Использую на своём ноуте. Умеет создавать загрузочное меню автоматически, без конфига — просто сканируя файлы.

 

Clover. Позволяет выставлять нативное разрешение экрана, имеет поддержку мыши на экране загрузки, разные темы оформления. Дефолтная тема ужасна, конфиг в виде xml нечитаем, настроить не смог.

 

Различные неочевидные последствия

 

Вы можете легко попробовать эту схему в работе. Берёте USB-флешку, форматируете в таблицу разделов GPT, создаете FAT-раздел и копируете туда загрузчик. Комп сможет с неё стартовать.

 

Если просто скопировать на такую флешку boot-раздел установленного linux — система будет спокойно загружаться с флешки, не видя разницы.

Источник.


Похожие материалы на сайте: