EFI启动,真没那么复杂

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虽然我用Arch,但是更常去的Linux相关的论坛还是Deepin。而越看论坛里边询问有关启动项的问题,越感觉这些用户把EFI想的复杂了。所以就简单的来说说EFI启动模式相关的东西。

一、BIOS和UEFI启动,有什么不同

1、BIOS

一句话概括:

BIOS启动,只认识设备。

详细来说,因为只认识设备,所以必须要事先约定好读取设备的哪个部分才能保证正常读取引导。因此这种启动方式,需要定义一个主引导记录,位于硬盘的柱面0 磁头0 扇区1。它的大小是512B,由3部分构成:主引导程序446B+DPT硬盘分区表64B+磁盘有效标志0x55 0xAA

启动时,BIOS按照保存的设备启动顺序依次检索设备的有效标志。如果不是55AA,则跳过,是,则表示可启动,转而去读主引导程序。但引导程序到底会做什么,主板不管。

正是因为BIOS读取的位置固定这个特性,使得一个设备只会出现一个引导程序,后加入的程序会覆盖先前的引导,就有点儿刻板了。

2、UEFI

UEFI则解决了这个问题。因为UEFI

不但认识设备,还认识分区,更认识文件。

因为整体高级了不少,所以UEFI在启动的时候会有一系列的初始化操作。至于都初始化了什么,怎么初始化的,这里暂不细究。但是其中有一个初始化要说一下。这个初始化的名字叫DXE——Deiver eXecution Environment.

在这一步,UEFI会加载设备的驱动。如果说加载驱动前,主板只能知道当前它访问的设备是个什么东西,那么在加载驱动之后,主板就能知道这个东西的详细信息都有什么了。

至于需要加载什么,以及要依照什么顺序去检索这些设备可否启动,这些就都是从BIOS存储的设备序列来读取出来了。与传统方式相同,UEFI在BIOS中同样保存了一个启动顺序,UEFI会根据这个序列去依次查找启动项。至于启动项,EFI又分成两个:文件启动项和设备启动项。

文件启动项,即一个指向明确文件存储位置的启动项。使用这个启动项,UEFI会直接去往这个位置来加载执行。

设备启动项,则只指向一个设备。对于这种启动项,UEFI定义了一个标准,即如果这个设备可以启动,那么这个设备的efi引导文件一定是/efi/boot/bootx64.efi。对于一个设备启动项,EFI会直接执行这个路径下面的文件。如果可执行则继续,找不到则报失败。

对于UEFI+GPT,UEFI又有一个标准,即这个硬盘如果可以启动,则需要有一个EFI分区(ESP),格式为FAT32,而文件启动项放置在路径/EFI/厂商名下。这便是一个ESP分区最基本的结构。

二、如何指定一个EFI启动项

因为有两种启动项,所以启动自然分为两种情况

1、选择从哪个硬件启动

在用户选择了启动磁盘后,UEFI会在这个磁盘中寻找EFI分区,然后找这个分区下的/EFI/Boot/bootx64.efi(UEFI可以执行的二进制文件),由这个文件进行下一步操作(引导操作系统),这个文件通常由操作系统给出,在光盘/EFI/BOOT目录下。

2、选择用哪个文件启动项启动

这个启动项记录了引导文件(*.efi)所在的磁盘和分区以及文件名,直接执行这个efi文件即可开始进行下一步操作(引导操作系统)

硬件启动项比较容易,可以自己尝试把安装盘镜像直接拷贝到fat32格式的U盘下面即可。

至于文件启动项,这涉及到写入信息,可以使用efibootmgr来尝试一下

三、几个常见问题的解决

最后,就可以看看几个典型“问题”了。也许看过之后你就能明白为什么我会说“有些人把EFI想的复杂了”。

1、有Windows,又装了Linux双系统,为什么不能引导到Linux上?

同理,还有一个问题:我有双系统,删掉Linux后,为什么Windows的启动项回不来?

这不是Linux有Bug,只是你的BIOS设置有问题。

装好Linux后,EFI系统自然会创建对应的文件启动项。这个启动项对应着GRUB引导程序,它可以识别并启动到Linux和Windows中。而Windows自身的Windows Boot Manager,只能识别微软系列的系统。所以如果Windows Boot Manager排列在了最前方,自然就不能引导到Linux中了。解决办法就是进入你的BIOS,将GRUB的引导项移动到最上方的位置。

反之,删除Linux后Windows的引导回不来,就是因为Windows Boot Manager被放在了最下方,挪上去就可以了。

2、如何制作一个UEFI的安装光盘

正如前面所说,对于硬件启动项,EFI会自动寻找硬件的bootx64.efi文件。而一个支持EFI启动的安装盘镜像,自然会有这个路径。因此只需要把你的U盘格式化成FAT32,并将镜像解压到U盘中即可。

当然,如果你的安装盘中有单文件大于4G,受限于FAT32的最大文件限制,这时候你可能才需要启动盘制作工具。否则,解压即可万事大吉。

总的来说,UEFI表现给用户的东西要比传统启动简单了太多太多。很多时候问题来源于你的设置,而不是系统厂商。

创建时间:2019年12月22日
最后修订:2019年12月22日
另请参阅:
disk硬盘EFI
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