Настройка UEFI-загрузчика. Самое краткое руководство в мире
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:
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:
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
Для сравнения — самый простенький UEFI-bootloader, который есть в составе пакета systemd, ставится командой
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):
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:
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.
Что такое UEFI, и чем он отличается от BIOS?
Новые компьютеры используют прошивку UEFI вместо традиционного BIOS. Обе эти программы – примеры ПО низкого уровня, запускающегося при старте компьютера перед тем, как загрузится операционная система. UEFI – более новое решение, он поддерживает жёсткие диски большего объёма, быстрее грузится, более безопасен – и, что очень удобно, обладает графическим интерфейсом и поддерживает мышь.
Некоторые новые компьютеры, поставляемые с UEFI, по-прежнему называют его «BIOS», чтобы не запутать пользователя, привычного к традиционным PC BIOS. Но, даже встретив его упоминание, знайте, что ваш новый компьютер, скорее всего, будет оснащён UEFI, а не BIOS.
Что такое BIOS?
BIOS — это Basic Input-Output system, базовая система ввода-вывода. Это программа низкого уровня, хранящаяся на чипе материнской платы вашего компьютера. BIOS загружается при включении компьютера и отвечает за пробуждение его аппаратных компонентов, убеждается в том, что они правильно работают, а потом запускает программу-загрузчик, запускающую операционную систему Windows или любую другую, установленную у вас.
На экране настройки BIOS вы можете изменять множество параметров. Аппаратная конфигурация компьютера, системное время, порядок загрузки. Этот экран можно вызвать в начале загрузки компьютера по нажатию определённой клавиши – на разных компьютерах она разная, но часто используются клавиши Esc, F2, F10, Delete. Сохраняя настройку, вы сохраняете её в памяти материнской платы. При загрузке компьютера BIOS настроит его так, как указано в сохранённых настройках.
Перед загрузкой операционки BIOS проходит через POST, или Power-On Self Test, самотестирование после включения. Она проверяет корректность настройки аппаратного обеспечения и его работоспособность. Если что-то не так, на экране вы увидите серию сообщений об ошибках или услышите из системного блока загадочный писк. Что именно означают звуковые сигналы описано в инструкции к компьютеру.
При загрузке компьютера по окончанию POST BIOS ищет Master Boot Record, или MBR — главную загрузочную запись. Она хранится на загрузочном устройстве и используется для запуска загрузчика ОС.
Вы также могли видеть аббревиатуру CMOS, что расшифровывается, как Complementary Metal-Oxide-Semiconductor — комплементарная структура металл-оксид-полупроводник. Она относится к памяти, в которой BIOS хранит различные настройки. Использование её устарело, поскольку такой метод уже заменили флэш-памятью (также её называют EEPROM).
Почему BIOS устарел?
BIOS существует уже давно и эволюционировал мало. Даже у компьютеров с ОС MS-DOS, выпущенных в 1980-х, был BIOS.
Конечно, со временем BIOS всё-таки менялся и улучшался. Разрабатывались его расширения, в частности, ACPI, Advanced Configuration and Power Interface (усовершенствованный интерфейс управления конфигурацией и питанием). Это позволяло BIOS проще настраивать устройства и более продвинуто управлять питанием, например, уходить в спящий режим. Но BIOS развился вовсе не так сильно, как другие компьютерные технологии со времён MS-DOS.
У традиционного BIOS до сих пор есть серьёзные ограничения. Он может загружаться только с жёстких дисков объёмом не более 2,1 Тб. Сейчас уже повсеместно встречаются диски на 3 Тб, и с них компьютер с BIOS не загрузится. Это ограничение BIOS MBR.
BIOS должен работать в 16-битном режиме процессора и ему доступен всего 1 Мб памяти. У него проблемы с одновременной инициализацией нескольких устройств, что ведёт к замедлению процесса загрузки, во время которого инициализируются все аппаратные интерфейсы и устройства.
BIOS давно пора было заменить. Intel начала работу над Extensible Firmware Interface (EFI) ещё в 1998 году. Apple выбрала EFI, перейдя на архитектуру Intel на своих Маках в 2006-м, но другие производители не пошли за ней.
В 2007 Intel, AMD, Microsoft и производители PC договорились о новой спецификации Unified Extensible Firmware Interface (UEFI), унифицированный интерфейс расширяемой прошивки. Это индустриальный стандарт, обслуживаемый форумом UEFI и он зависит не только от Intel. Поддержка UEFI в ОС Windows появилась с выходом Windows Vista Service Pack 1 и Windows 7. Большая часть компьютеров, которые вы можете купить сегодня, используют UEFI вместо BIOS.
Как UEFI заменяет и улучшает BIOS
UEFI заменяет традиционный BIOS на PC. На существующем PC никак нельзя поменять BIOS на UEFI. Нужно покупать аппаратное обеспечение, поддерживающее UEFI. Большинство версий UEFI поддерживают эмуляцию BIOS, чтобы вы могли установить и работать с устаревшей ОС, ожидающей наличия BIOS вместо UEFI – так что обратная совместимость у них есть.
Новый стандарт обходит ограничения BIOS. Прошивка UEFI может грузиться с дисков объёмом более 2,2 Тб – теоретический предел для них составляет 9,4 зеттабайт. Это примерно в три раза больше всех данных, содержащихся в сегодняшнем Интернете. UEFI поддерживает такие объёмы из-за использования разбивки на разделы GPT вместо MBR. Также у неё стандартизирован процесс загрузки, и она запускает исполняемые программы EFI вместо кода, расположенного в MBR.
UEFI может работать в 32-битном или 64-битном режимах и её адресное пространство больше, чем у BIOS – а значит, быстрее загрузка. Также это значит, что экраны настройки UEFI можно сделать красивее, чем у BIOS, включить туда графику и поддержку мыши. Но это не обязательно. Многие компьютеры по сию пору работают с UEFI с текстовым режимом, которые выглядят и работают так же, как старые экраны BIOS.
В UEFI встроено множество других функций. Она поддерживает безопасный запуск Secure Boot, в котором можно проверить, что загрузку ОС не изменила никакая вредоносная программа. Она может поддерживать работу по сети, что позволяет проводить удалённую настройку и отладку. В случае с традиционным BIOS для настройки компьютера необходимо было сидеть прямо перед ним.
И это не просто замена BIOS. UEFI – это небольшая операционная система, работающая над прошивкой PC, поэтому она способна на гораздо большее, чем BIOS. Её можно хранить в флэш-памяти на материнской плате или загружать с жёсткого диска или с сети.
У разных компьютеров бывает разный интерфейс и свойства UEFI. Всё зависит от производителя компьютера, но основные возможности одинаковы у всех.
Как получить доступ к настройкам UEFI на современном ПК
Если вы обычный пользователь, перехода на компьютер с UEFI вы и не заметите. Загружаться и выключаться компьютер будет быстрее, а также вам будут доступны диски размером более 2,2 Тб.
А вот процедура доступа к настройкам будет немного отличаться. Для доступа к экрану настроек UEFI вам может потребоваться загрузочное меню Windows. Производители ПК не хотели замедлять быструю загрузку компьютера ожиданием нажатия клавиши. Но нам встречались и такие UEFI, в которых производители оставили возможность входа в настройки тем же способом, какой был в BIOS – по нажатию клавиши во время загрузки.
UEFI – это большое обновление, но произошло оно незаметно. Большинство пользователей ПК не заметят его, и им не нужно беспокоиться по поводу того, что их новый компьютер использует UEFI вместо обычного BIOS. ПК просто будут лучше работать и поддерживать больше современного аппаратного обеспечения и возможностей.
Более подробное объяснение отличий в загрузочном процессе UEFI можно почитать в статье Адама Уильямсона из Red Hat, и в официальном вопроснике UEFI FAQ.
UEFI/GPT-based hard drive partitions (Разделы жесткого диска в системе, использующей UEFI и GPT)
создавайте пользовательские макеты разделов для жестких дисков, твердотельных накопителей (ssd) и других дисков при развертывании Windows на устройствах на базе Единый интерфейс EFI (UEFI).
при использовании макета настраиваемого раздела для Windows 10 или Windows 11 для настольных выпусков (домашняя, Pro, Enterprise и образование) обновите сценарий восстановления с помощью кнопки, чтобы средства восстановления могли повторно создать макет настраиваемого раздела при необходимости.
Требования к разделам
при развертывании Windows на устройстве на основе UEFI необходимо отформатировать жесткий диск, содержащий раздел Windows, используя файловую систему gpt. Дополнительные диски могут использовать формат GPT или файл основной загрузочной записи (MBR).
Диск GPT может содержать до 128 секций.
Каждая секция может иметь не более 18 эксабайтам (
18 800 000 ТБ) пространства.
Системный раздел
Устройство должно содержать системный раздел. На дисках GPT это называется системным разделом EFI или ESP. Этот раздел обычно хранится на основном жестком диске. Устройство загружается в эту секцию.
Минимальный размер этой секции составляет 100 МБ, и его необходимо отформатировать в формате FAT32.
эта секция управляется операционной системой и не должна содержать другие файлы, в том числе Windows RE средства.
Для расширенного формата дисков объемом в машинном формате (4 КБ на сектор) минимальный размер составляет 260 Мб из-за ограничения формата файла FAT32. Минимальный размер раздела для дисков FAT32 вычисляется как размер сектора (4 КБ) x 65527 = 256 МБ.
Это ограничение не затрагивает диски расширенного формата 512e, так как их размер эмулированного сектора составляет 512 байт. 512 байт x 65527 = 32 МБ, что меньше, чем минимальный размер в 100 МБ для этой секции.
Зарезервированный раздел Майкрософт (MSR)
в Windows 10 размер MSR составляет 16 мб.
Добавьте MSR на каждый диск GPT, чтобы упростить управление секциями. MSR — это зарезервированная секция, которая не получает идентификатор секции. Он не может хранить данные пользователя.
Другие разделы служебной программы
любые другие разделы служебной программы, не управляемые Windows, должны располагаться перед разделами образа Windows, данных и восстановления. это позволяет конечным пользователям выполнять такие действия, как изменение размера раздела Windows, не влияя на системные программы.
Защитите конечных пользователей от случайного изменения разделов служебной программы, определив их с помощью атрибута GPT. Это предотвращает отображение этих разделов в проводнике.
Задание секций в качестве разделов служебной программы
Проверка существования системных и служебных разделов
раздел Windows
Раздел средств восстановления
Этот раздел должен иметь по крайней мере 300 МБ.
для инструментов Windows среды восстановления (Windows RE) требуется дополнительное свободное место:
При вычислении свободного места Обратите внимание на следующее.
средства восстановления должны находиться в отдельном разделе, чем раздел Windows для поддержки автоматической отработки отказа и для поддержки загрузки секций, зашифрованных с помощью Windows шифрование диска BitLocker.
рекомендуется размещать эту секцию сразу после Windows секции. это позволяет Windows изменить и повторно создать секцию позже, если для последующих обновлений требуется более крупный образ восстановления.
Секции данных
рекомендуемый макет раздела для Windows 10 не включает секции данных. однако если требуются секции данных, их следует поместить после раздела Windows RE. это позволяет будущим обновлениям Windows RE увеличивать секцию Windows RE, уменьшая Windows секцию.
этот макет затрудняет удаление секции данных конечными пользователями и объединяет пространство с Windows секцией. для этого Windows RE секцию необходимо переместить в конец неиспользуемого пространства, освобожденного из секции данных, чтобы можно было расширить Windows секцию.
Windows 10 не включает функции или служебную программу для упрощения этого процесса. Однако изготовители могут разрабатывать и предоставлять такую служебную программу, если компьютеры поставляются с секциями данных.
Разметка раздела
разметка разделов по умолчанию для компьютеров на основе UEFI: системный раздел, MSR, Windowsный раздел и раздел средств восстановления.
этот макет позволяет использовать Windows шифрование диска BitLocker через Windows и через среду восстановления Windows.
примеры файлов. настройка разделов диска с помощью Windows сценариев PE и DiskPart
для развертывания на основе образа загрузите компьютер в Windows PE, а затем с помощью средства DiskPart создайте структуры разделов на целевых компьютерах.
в этих примерах DiskPart разделам назначаются буквы: System = S, Windows = W и Recovery = R. Раздел MSR не получает букву диска.
измените букву Windows диска на букву, расположенную ближе к концу алфавита, например W, чтобы избежать конфликтов букв диска. не используйте X, так как эта буква диска зарезервирована для Windows PE. после перезагрузки устройства разделу Windows присваивается буква C, а другие разделы не получают буквы дисков.
при перезагрузке Windows среда предустановки переназначит буквы дисков в алфавитном порядке, начиная с буквы C, без учета конфигурации в программа установки Windows. Эта конфигурация может изменяться в зависимости от наличия различных дисков, например флэш-накопителей USB.
Следующие шаги описывают разделение жестких дисков и подготовку к применению образов. Для выполнения этих действий можно использовать код в следующих разделах.
Создание разделов на жестких дисках и подготовка к применению образов
Скопируйте и сохраните файл CreatePartitions-UEFI.txt на флэш-накопителе USB.
используйте Windows PE для загрузки конечного компьютера.
Очистите диск и разбейте его разделы. В этом примере F — буква флэш-накопителя USB.
Чтобы избежать проблем с загрузочным восстановлением исходного состояния системы из-за размера раздела, изготовители должны разрешить сценарию автоматического формирования функции восстановления исходного состояния компьютера создать раздел, используемый для восстановления WIM. Если изготовителю требуется использовать настраиваемый сценарий DISKPART для создания секций, рекомендуемый минимальный размер раздела — 990MB с минимальным 250 МБ свободного пространства.
Дальнейшие действия
используйте скрипт развертывания, чтобы применить Windows образы к только что созданным секциям. дополнительные сведения см. в разделе захват и применение разделов Windows, систем и восстановления.
Содержание:
↑ Создание загрузчика Windows 10 заново. Удаляем шифрованный (EFI) системный раздел 99 Мб, а также раздел MSR 16 Мб и создаём их заново
Ещё мы создадим заново не отображаемый в Управлении дисками служебный раздел MSR, обязателен для разметки GPT в системах UEFI (размер 16 Мб).
Итак, перед работой ещё раз уточним, какие именно разделы мы б удем удалять и затем создавать заново:
1. Раздел (499 Мб) содержащий среду восстановления Windows 10 (от данного раздела можно избавиться и пользоваться при необходимости средой восстановления, находящейся на загрузочном носителе с Win 10).
2. Раздел (99 Мб), шифрованный (EFI) системный раздел, содержащий все файлы загрузчика Windows 10.
3. Служебный раздел MSR (Microsoft System Reserved) 16 Мб, обязательный для разметки дисков GPT.
Загружаем ноутбук с загрузочной флешки с Windows 10 и в начальном окне установки системы жмём клавиатурное сочетание Shift + F10,
открывается окно командной строки, вводим команды:
lis dis (выводит список физических дисков).
sel dis 0 (выбираем жёсткий диск ноутбука 120 Гб).
lis par (показ всех разделов выбранного диска, первые три раздела будем удалять).
sel par 1 (выбираем первый раздел
del par override (удаляем раздел, для удаления раздела ESP и MSR или раздела OEM-изготовителя ноутбука, необходимо указать параметр override)
Всё, все три скрытых раздела мы удалили.
↑ Создаём заново шифрованный (EFI) системный раздел 99 Мб, а также раздел MSR 16 Мб
Комментарии (67)
Рекламный блок
Подпишитесь на рассылку
Навигация
Облако тегов
Архив статей
Сейчас обсуждаем
admin
Нет, папка Windows.old сама не удалится.
Гость Эдуард
Когда пройдёт один месяц, то после этого папка Windows.old удалится сама и можно не суетится?
Korets
Если у вас есть HDD, у него должна быть одна судьба – спокойно дожить свою жизнь в качестве
скачал и попробовал утилитку, всё работает
Гость Юзер
спасибо, не знал, что: при дефрагментации SSD мы получаем лишний объём перезаписи данных, а в
О проекте RemontCompa.ru
RemontCompa — сайт с огромнейшей базой материалов по работе с компьютером и операционной системой Windows. Наш проект создан в 2010 году, мы стояли у истоков современной истории Windows. У нас на сайте вы найдёте материалы по работе с Windows начиная с XP. Мы держим руку на пульсе событий в эволюции Windows, рассказываем о всех важных моментах в жизни операционной системы. Мы стабильно выпускаем мануалы по работе с Windows, делимся советами и секретами. Также у нас содержится множество материалов по аппаратной части работы с компьютером. И мы регулярно публикуем материалы о комплектации ПК, чтобы каждый смог сам собрать свой идеальный компьютер.
Наш сайт – прекрасная находка для тех, кто хочет основательно разобраться в компьютере и Windows, повысить свой уровень пользователя до опытного или профи.
