Различия

Здесь показаны различия между двумя версиями данной страницы.

--- wiki:uefi [2019/06/10 15:13]
[Загрузка ядра Linux непосредственно из UEFI]
+++ wiki:uefi [2020/07/31 18:17] (текущий)
[Что нужно для того что бы ОС грузилась через BIOS?]
@@ Строка 15: / Строка 15: @@
 Проблемой BIOS принято считать то, что много работы он делает зря (чем затягивает процесс загрузки системы). Практически всю его работу по инициализации и поддержке оборудования компьютера все современные ОС попросту игнорируют и повторно инициализируют и далее работают через свои драйвера. Все, что дает BIOS, было реально востребовано только в ранних версиях DOS...
-Другой проблемой являются ограничения, которые установлены для поддержки BIOS: это 16-ти разрядный реальный режим работы процессора с набором команд i8086, 1Мб адресуемого пространства памяти и периферия (клавиатура, видео адаптер, контроллер прямого доступа в память) совместимая с IBM AT. На сегодняшний день, требовать от 64-х разрядного многоядерного, многопоточного процессора совместимости с одноядерным и однопоточным 16-разрядным i8086 - уже немного смешно, а требование совместимости по периферии с IBM PC-AT(компьютер 1984-го года выпуска) уже даже не смешно, а очень грустно.
+Другой проблемой являются ограничения, которые установлены для поддержки BIOS: это 16-разрядный реальный режим работы процессора с набором команд i8086, 1Мб адресуемого пространства памяти и периферия (клавиатура, видео адаптер, контроллер прямого доступа в память) совместимая с IBM AT. На сегодняшний день, требовать от 64-х разрядного многоядерного, многопоточного процессора совместимости с одноядерным и однопоточным 16-разрядным i8086 - уже немного смешно, а требование совместимости по периферии с IBM PC-AT(компьютер 1984-го года выпуска) уже даже не смешно, а очень грустно.
 ==== (U)EFI ====
 Идеи отказаться от всего того ненужного, что делает BIOS, снять архаичные ограничения BIOS и сделать процесс инициализации и загрузки более гибким возникали уже очень давно, и различные попытки сделать это предпринимались, но IT-индустрия реально созрела к принятию нового общего стандарта загрузки персональных компьютеров только в начале этого века. В 2005 был создан консорциуму [[http://www.uefi.org/|UEFI Forum]], которому INTEL передал свою наработки по проекту Intel Boot Initiative (позже переименованному в EFI - Extensible Firmware Interface), начатому еще середине 90-х. Помимо Intel в консорциум вошли AMD, Apple, IBM, Microsoft и многие другие крупные IT-компании. Вместе с созданием консорциума спецификация EFI была переименована в UEFI (Unified Extensible Firmware Interface)((Не смущайтесь тем, что во многих местах UEFI упоминается как EFI - по сути это не совсем правильно, но по факту - речь об одном и том же.)).
-Основные концепции положенные в основу UEFI - "минималистичность", "модульность" и поддержка разных процессоров. Прошивка UEFI может быть собрана под 32-битный или 64-битный процессоры Intel, 32-х или 64-х битный ARM процессор, а также для Intel Itanium процессоров. Кроме того, UEFI имеет собственный менеджер загрузки и умеет работать с файловыми системами на диске (по умолчанию только FAT32), а также умеет загружать драйвера для поддержки различного оборудования и любых файловых систем.\\
+Основные концепции положенные в основу UEFI - "минималистичность", "модульность" и поддержка разных процессоров. Прошивка UEFI может быть собрана под 32-битный или 64-битный процессоры Intel, 32- или 64-битный процессор ARM, а также для процессоров Intel Itanium. Кроме того UEFI имеет собственный менеджер загрузки и умеет работать с файловыми системами на диске (по умолчанию только FAT32), а также умеет загружать драйверы для поддержки различного оборудования и любых файловых систем.\\
 После включения компьютера и проведения первичного теста оборудования (на этом этапе разницы с BIOS нет) инициализируются только те подсистемы, которые необходимые для загрузки.
-В некоторых режимах загрузки, которые обычно называют Fast-boot (или Fast-Startup) даже клавиатура может оставаться не инициализированной пока не загрузится ОС. Некоторые настройки Fast-boot могут отключать работу со всеми USB устройствами и не будет возможности даже выбрать с чего грузится компьютеру, ведь клавиатура не работает до тех пор, пока не загрузится ОС.
+В некоторых режимах загрузки, которые обычно называют Fast-boot (или Fast-Startup), даже клавиатура может оставаться не инициализированной, пока не загрузится ОС. Некоторые настройки Fast-boot могут отключать работу со всеми USB устройствами и не будет возможности даже выбрать с чего грузиться компьютеру, ведь клавиатура не работает до тех пор, пока не загрузится ОС.
-Причем, в отличии от BIOS, все компоненты которого записаны в постоянную(флеш) память, UEFI может хранить часть своего кода на диске - в специальном разделе ESP((на самом деле ESP раздел может быть и на флеш-памяти и даже на сетевом хранилище, но эта экзотика (предусмотренная стандартом) вряд ли будет востребована простыми пользователями)). Это позволяет легко расширять, менять и обновлять код поддерживающий различные устройства компьютера без необходимости перепрограммировать постоянное ЗУ компьютера. А кроме драйверов для поддержки устройств на ESP разделе может хранится и поддержка протоколов, утилиты и даже собственная EFI-оболочка (shell), из-под которой можно запускать собственные EFI-приложения. Т.е. UEFI по сути - маленькая ОС (или псевдо-ОС). При этом загрузчик операционной системы - становится обычным приложением, которое исполняется в окружении, предоставляемом псевдо-ОС UEFI. Подробнее о EFS разделе мы поговорим в главе [[https://help.ubuntu.ru/wiki/uefi#esp_%D1%80%D0%B0%D0%B7%D0%B4%D0%B5%D0%BB|ESP раздел]].
+Причем, в отличии от BIOS, все компоненты которого записаны в постоянную (флеш) память, UEFI может хранить часть своего кода на диске - в специальном разделе ESP((на самом деле ESP раздел может быть и во флеш-памяти и даже на сетевом хранилище, но эта экзотика (предусмотренная стандартом) вряд ли будет востребована простыми пользователями)). Это позволяет легко расширять, менять и обновлять код поддерживающий различные устройства компьютера без необходимости перепрограммировать постоянное ЗУ компьютера. А кроме драйверов для поддержки устройств на ESP разделе может хранится и поддержка протоколов, утилиты и даже собственная EFI-оболочка (shell), из-под которой можно запускать собственные EFI-приложения. Т.е. UEFI по сути - маленькая ОС (или псевдо-ОС). При этом загрузчик операционной системы становится обычным приложением, которое исполняется в окружении, предоставляемом псевдо-ОС UEFI. Подробнее о EFS разделе мы поговорим в главе [[https://help.ubuntu.ru/wiki/uefi#esp_%D1%80%D0%B0%D0%B7%D0%B4%D0%B5%D0%BB|ESP раздел]].
 UEFI реализует свой менеджер загрузки, он поддерживает мульти-загрузку: позволяет выбирать загрузку из нескольких ОС и/или утилит. Загрузчик ОС - это просто efi-приложение, которое хранится на ESP разделе. В ESP может храниться много приложений, и пункты меню загрузки могут ссылаться каждый на свое приложение (или на одно, но с передачей разных параметров). Кроме того, UEFI поддерживает ассоциацию нажатия клавиш с пунктами загрузки (выбор пункта загрузки осуществляется в зависимости от того какая нажата клавиша в момент загрузки). Т.о. UEFI берет на себя большую часть задач, которые раньше могли решать только загрузчики ОС (типа GRUB).
@@ Строка 31: / Строка 31: @@
 Архитектура UEFI позволяет также загрузить драйвера устройств (необходимые для работы ОС и для процедуры загрузки). Да и само ядро ОС можно загрузить (по крайней мере ядро Linux, собранное с опцией UEFISTUB) непосредственно из UEFI (т.е. устранить загрузчик из процесса загрузки). Такую возможность мы разберем более детально чуть позже в разделе [[https://help.ubuntu.ru/wiki/uefi#%D0%B7%D0%B0%D0%B3%D1%80%D1%83%D0%B7%D0%BA%D0%B0_%D1%8F%D0%B4%D1%80%D0%B0_linux_%D0%BD%D0%B5%D0%BF%D0%BE%D1%81%D1%80%D0%B5%D0%B4%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D0%BE_%D0%B8%D0%B7_uefi|Загрузка ядра Linux непосредственно из UEFI]].
-Как и в случае с BIOS, UEFI - это стандарт, практической реализацией которого занимаются разные поставщики решений. Поэтому в реализации UEFI стандарта в прошивках разных поставщиков могут значительно отличаться (как визуально так и функциональным наполнением). Могут встречаться сильно урезанные по функционалу реализации (чаще в компьютерах выпущенных в 2000-х годах). Но базовые принципы работы UEFI в процессе загрузки различаться сильно не должны (он был определен и зафиксирован в самых ранних стандартах UEFI). Интерфейсы утилиты настройки могут сильно различаться, но значение имеет не способ оформления интерфейса, а те настройки, которые доступны для изменения через этот интерфейс.
+Как и в случае с BIOS, UEFI - это стандарт, практической реализацией которого занимаются разные поставщики решений. Поэтому в реализации стандарта UEFI в прошивках разных поставщиков могут значительно отличаться (как визуально так и функциональным наполнением). Могут встречаться сильно урезанные по функционалу реализации (чаще в компьютерах выпущенных в 2000-х годах). Но базовые принципы работы UEFI в процессе загрузки различаться сильно не должны (он был определен и зафиксирован в самых ранних стандартах UEFI). Интерфейсы утилиты настройки могут сильно различаться, но значение имеет не способ оформления интерфейса, а те настройки, которые доступны для изменения через этот интерфейс.
 ==== Совместимость ====
-Само собой, современные прошивки умеют эмулировать работу BIOS. Отвечает за совместимость с BIOS модуль CSM (Compatibility Support Module иногда он еще называется Legasy support). Когда CSM включен и при загрузке загрузиться в UEFI не удалось, то CSM пытается найти загрузчик ОС в первом секторе диска (MBR) или в специальном служебном разделе (при GPT разбивке диска). Если код загрузчика найден, то CSM считает, что установлена ОС требующая поддержки BIOS режима, и прежде чем загрузить и запустить код из MBR, CSM проделывает все те же шаги инициализации оборудования, что предусмотрены для BIOS.
+Само собой, современные прошивки умеют эмулировать работу BIOS. Отвечает за совместимость с BIOS модуль CSM (Compatibility Support Module иногда он еще называется Legasy support). Когда CSM включен и при загрузке загрузиться в UEFI не удалось, то CSM пытается найти загрузчик ОС в первом секторе диска (MBR) или в специальном служебном разделе (при GPT разбивке диска). Если код загрузчика найден, то CSM считает, что установлена ОС, требующая поддержки режима BIOS, и, прежде чем загрузить и запустить код из MBR, CSM проделывает все те же шаги инициализации оборудования, что предусмотрены для BIOS.
 Если вы планируете использовать только загрузку в варианте UEFI, то работу этого модуля лучше запретить в системной утилите вашей материнской платы (Firmware setup utility). Кроме того, загрузка в режиме SecureBoot (о ней будет рассказано ниже) явно требует, что бы работа модуля CSM была запрещена.
@@ Строка 60: / Строка 60: @@
 <note>EFS раздел может быть также создан в таблице разделов формата ISO9660 (стандарт используемый для разметки CD/DVD оптических лисков). Это позволяет загружаться в режиме UEFI и с CD/DVD.</note>
-Получившаяся в результате "солянка" (из 4-х допустимых вариантов: UEFI + MBR, UEFI + GPT, BIOS/SCM + MBR и BIOS/SCM + GPT) создает некоторую путаницу и недопонимание. Давайте попробуем во всем этом разобраться более детально.
+Получившаяся в результате "солянка" (из 4-х допустимых вариантов: UEFI + MBR, UEFI + GPT, BIOS/CSM + MBR и BIOS/CSM + GPT) создает некоторую путаницу и недопонимание. Давайте попробуем во всем этом разобраться более детально.
 ===== Что нужно для того что бы ОС грузилась через BIOS? =====
 <note>Несмотря на то, что загрузка в режиме BIOS уже не современна, не модна :-), а главное - технологически устарела, но, уверен, будет еще много сторонников этого пути, на протяжении долгих лет... Однако я не могу найти ни одного разумного довода использовать этот вариант если и ОС и компьютер поддерживают загрузку через UEFI.</note>
-В первую очередь, для загрузки через BIOS, в утилите настройки вашего компьютера должна быть разрешена работа модуля CSM. Само собой, SecureBoot режим (о нем рассказано чуть ниже) в таком варианте организовать невозможно в принципе.
+В первую очередь, для загрузки через BIOS, в утилите настройки вашего компьютера должна быть разрешена работа модуля CSM. Само собой, режим SecureBoot (о нем рассказано чуть ниже) в таком варианте организовать невозможно в принципе.
-Если разбивка диска - c таблицей разделов в MBR (вариант "BIOS/SCM + MBR"), то ничего дополнительно не нужно (это сочетание собственно и есть оригинальная конфигурация для варианта загрузки через BIOS).
+Если разбивка диска - c таблицей разделов в MBR (вариант "BIOS/CSM + MBR"), то ничего дополнительно не нужно (это сочетание собственно и есть оригинальная конфигурация для варианта загрузки через BIOS).
 А вот если у вас диск размечен через GPT (вариант "BIOS/SCM + GPT"), то возникают некоторые сложности. \\
@@ Строка 451: / Строка 451: @@
 Хорошим тоном будет вернуть защиту после редактирования командой chattr +i </note>
-<note important>Я конечно понимаю, что такой хакерский метод - это уже просто за гранью разумного для большинства пользователей UBUNTU, но пока мне не удалось найти другого пути задать атрибут LOAD_OPTION_FORCE_RECONNECT в опции загрузки драйвера. Поэтому я завел [[https://github.com/rhboot/efibootmgr/issues/108|ишью на гитхабе]] с просьбой автору efibootmgr реализовать эту возможность. Позднее я даже [[https://github.com/rhboot/efibootmgr/pull/109]PR] (Pull Request) оформил с реализацией этой возможности. Однако пока мой PR никто не торопится мерджить в мастер ветку...</note>
+<note important>Я конечно понимаю, что такой хакерский метод - это уже просто за гранью разумного для большинства пользователей UBUNTU, но пока мне не удалось найти другого пути задать атрибут LOAD_OPTION_FORCE_RECONNECT в опции загрузки драйвера. Поэтому я завел [[https://github.com/rhboot/efibootmgr/issues/108|ишью на гитхабе]] с просьбой авторам efibootmgr реализовать эту возможность. Позднее я даже оформил [[https://github.com/rhboot/efibootmgr/pull/109|PR]] (Pull Request) с реализацией этой возможности. Однако этот PR добавили в мастер ветку только 7 месяцев спустя. И, видимо, эта новая возможность efibootmgr появится в версии 17.
+</note>
 После нашей хакерской атаки на UEFI 8-) можно перегрузиться в UEFI-Shell и там прямо при запуске увидеть, что все EXT4 разделы уже отмаплены в FS<n> "диски", а значит на них можно сослаться при задании команды загрузки для опции загрузки ОС.
@@ Строка 484: / Строка 485: @@
 ===== Полезные утилиты для UEFI =====
 В стандартных репозиториях Ubuntu есть несколько полезных пакетов с утилитами для работы с настройками UEFI.
-  * efibootmgr - утилита, которой можно менять настройки загрузки UEFI, в частности: настраивать приоритет загрузки, создавать/изменять/удалять загрузочные записи UEFI.
+  * **efibootmgr** - утилита, которой можно менять настройки загрузки UEFI, в частности: настраивать приоритет загрузки, создавать/изменять/удалять загрузочные записи UEFI.
-  * efivar - простая утилита для работы с переменными UEFI.
+  * **efivar** - простая утилита для работы с переменными UEFI.
-  * efitool - набор утилит и efi-приложений для работы с ключами/сертификатами, используемыми при загрузке в режиме Secure Boot.
+  * **efitool** - набор утилит и efi-приложений для работы с ключами/сертификатами, используемыми при загрузке в режиме Secure Boot.
-  * sbsigntool - утилиты для подписывания и проверки подписей UEFI-приложений, для организации загрузки в Secure Boot режиме.
+  * **sbsigntool** - утилиты для подписывания и проверки подписей UEFI-приложений, для организации загрузки в Secure Boot режиме.
 У всех этих утилит есть вполне толковые man-руководства и есть примеры использованию в Интернете, поэтому я не стану останавливаться на деталях использования этих утилит.
@@ Строка 505: / Строка 506: @@
 Самое же примечательное в этой ситуации ИМХО в том, что 20 лет назад отпущенная шутка, до сих пор стреляет, да еще с невиданной доселе мощью. 8-)
+<note>Т.е. если раньше патч успешно уничтожал ОС на компьютере, то теперь стало возможным еще и вывести из строя компьютер (при кривой реализации UEFI).</note>

О UEFI Сравнение версий

Различия