UEFI

Поддержка UEFI в ALT Linux

Цель

Обеспечить возможность совместного использования с ОС, установленными в UEFI-режиме, без мороки с переключением BIOS/UEFI; предоставить возможность использования UEFI-«железа» без CSM.

Состояние

Релиз (x86_64). Нормально устанавливаемся на bare metal и в мультизагрузку с, например, openSUSE 12.2 и Windows 8.

Результат

По состоянию на декабрь 2014 года поддержка UEFI включена в 64-битные выпуски дистрибутивов версий 7.0.2+, регулярные сборки образов и стартовые наборы, включая возможность работы без отключения Secure Boot. 32-битного UEFI у нас нет и по состоянию на ноябрь 2016 года.

Реализация поддерживает запись на CD/DVD-болванку или USB-флэшку и загрузку в EFI mode или Legacy mode. Проверена на ASUS/Gigabyte/Lenovo UEFI и MacBook/MBP EFI.

Замечания

Внимание! Для UEFI/GPT ещё не решены вопросы создания программного RAID штатными средствами при установке:

• не поддерживается создание RAID на GPT-разделах, altbug #28247 — закрыт 2014-02-03
• не поддерживается /boot/efi на программном RAID1, altbug #28827#c15 — закрыт 2013-04-16

Для серверов и рабочих станций пока рекомендуется BIOS-режим (CSM).

Внимание! Не следует устанавливать 32-битные дистрибутивы в dualboot с Windows 8 и далее, предсказуемы и известны проблемы. Также не стоит пытаться установить таким образом линукс в BIOS/CSM-режиме, а только в UEFI.

Режим загрузки дистрибутива различается по меню загрузчика с установочного носителя:

• если вертикально расположенное текстовое, то BIOS/CSM;
• если горизонтальное с картинками — это UEFI.

Если после установки ALT Linux попытка загрузки Windows приводит к сообщению «Ошибка: invalid signature», значит, установка была выполнена в режиме BIOS/CSM, который придётся отключить в настройках firmware и выполнить установку повторно с задействованием тех же разделов под линукс.

Специфика работы с UEFI

Особенность разбиения диска

Для того, чтобы система правильно работала (в частности могла загрузиться) с UEFI, при ручном разбиении диска надо обязательно сделать точку монтирования /boot/efi, в которую нужно смонтировать vfat раздел с загрузочными записями. Если такого раздела нет, то его надо создать вручную. При разбивке жёсткого диска в автоматическом режиме такой раздел создаёт сам установщик.

Особенности установки

Как обычно; отличия состоят в разбивке и установке загрузчика:

• начальный загрузчик EFI не похож на обычный, надо уметь находить в нём установщик;
• язык установщика по умолчанию — английский, иной надо выбирать вручную на первом шаге установки;
• требуется создать новый или подключить существующий FAT32-раздел с GPT-типом ESP (efi system partition) размером ~100—500 Мб (смонтируется в /boot/efi);
• может понадобиться раздел типа bios boot partition минимального размера, никуда не подключенный (в установщике при выборе типа файловой системы нажать «отмена») и предназначенный для встраивания grub2-efi;
• остальные разделы — и файловая система, и своп — имеют GPT-тип basic data; актуальный тип раздела задаётся отдельно;
• модуль установки загрузчика предложит вариант «EFI», с которым стоит согласиться.

Следует устанавливать 64-битные дистрибутивы; запуск 32-битного дистрибутива возможен в режиме BIOS/CSM (Compatibility Support Module), а в режиме EFI такая установка не будет сочтена загрузочной. При установке 64-битного дистрибутива в режиме BIOS/CSM будет невозможна двойная загрузка с UEFI Windows (обычно 8 и новее).

При загрузке с образа в EFI-режиме загрузчиком будет графический rEFInd либо совсем текстовое ELILO, в BIOS-режиме — синяя текстовая либо брендированная графическая менюшка SYSLINUX.

После собственно загрузки и логина именем root в EFI-режиме должны отработать команды

modprobe efivars
efibootmgr

— в BIOS-режиме вторая из них скажет

Fatal: Couldn't open either sysfs or procfs directories for accessing EFI variables.
Try 'modprobe efivars' as root.

При загрузке установленной системы типичным на сегодня будет почти обычный grub2-efi.

Внимание! Не пытайтесь запускать efibootmgr на оборудовании Apple,
известны случаи повреждения его firmware таким образом.

Внимание! Известны аналогичные случаи для некоторых ноутбуков Samsung
и Lenovo с Phoenix UEFI, будьте осторожны и изучите отзывы заранее!

Загрузчики, поддерживающие UEFI

Иерархия загрузчиков и их применение таковы:

1. shim применяется как первый бинарник, которому передаёт управление firmware и который обеспечивает проверку дистрибутивной/пользовательской подписи на следующем шаге при включенном UEFI SB;
2. следующим бинарником могут быть elilo, refind, grub (efilinux у нас пока не собран) — от них требуется уметь передать ядру параметры;
   • если всё нужное, начиная с расположения rootfs, забито в ядро при сборке — можно воспользоваться и тем, что у нас оно является самодостаточным EFI-бинарником;
   • обратите внимание: elilo умеет загружать только Linux, поэтому также применяется как своего рода «фильтр» между подписанными загрузчиками и неподписанным ядром при реализации сценария hardware enablement (то есть когда сквозная проверка подписи не требуется по постановке задачи);
3. в итоге загружается либо ядро, либо что-нибудь вспомогательное вроде EFI shell.

По состоянию на конец 2014 года в установленной системе всегда получается grub2-efi (настройки в /etc/sysconfig/grub2, после изменения надо запустить grub-efi-autoupdate); elilo и refind применяются в загрузочных ISO.

Создание MD RAID на GPT-разделах

Инсталятор (точнее, alterator-vm) умеет создавать программный массив на GPT-разделах, но процесс несколько неочевиден: следует создать разделы типа "basic data" и не создавать на них том, а выбрать строчку "RAID" и воспользоваться появившейся внизу формы кнопкой "Создать RAID" ("Create RAID").

Установка внутри VirtualBox

Желательна ветка 4.2 и выше, в 4.1 реализация EFI несколько странная и крайне задумчивая. Требуется 64-битный экземпляр со включенной галкой "EFI" в настройках материнской платы. ISO рекомендуется подключать через SATA-, а не IDE-контроллер (спасибо vsu@ за подсказку). Диск — динамический на 10Gb или больше, чтобы по возможности отрабатывала авторазбивка.

Получить доступ к настройкам можно быстрым нажатием F8 (F12), пока промелькивает логотип VirtualBox.

Следует отметить, что NVRAM на виртуальном железе VirtualBox не переживает выключение экземпляра (это известная проблема). Т.е. установщик/efibootmgr не может добавить ссылку на grub, а если добавить её руками, она исчезнет при следующем запуске экземпляра. Объезд упомянут по этой же ссылке:

1-ый вариант выполнить в ещё загруженной системе

echo "fs0:\EFI\altlinux\grubx64.efi" > /boot/efi/startup.nsh

Или то же самое сделать потом, из EFI Shell:

echo "fs0:\EFI\altlinux\grubx64.efi" > fs0:\startup.nsh

2-ой вариант (подсмотрено в | VirtualBox (Русский) на wiki.archlinux.org

- после установки системы 

• Если существует файл /boot/efi/boot/BOOTX64.EFI дать ему другое имя
• Скопировать /EFI/altlinux/grubx64.efi в /boot/efi/boot/BOOTX64.EFI

Установка внутри KVM

Нужно загрузить экземпляр qemu-system-x86_64 с TianoCore firmware, уложенным как файл bios.bin в каталоге, путь к которому передан посредством опции -L.

Установка с Secure Boot

Работа с сертификатами

Если нет доверия к Microsoft, можно подтвердить (enroll) сертификат ALT Linux, добавленный по пути EFI/enroll/altlinux.cer. Пошаговая процедура описана на rodsbooks.com (потребуются не все шаги). В выпусках 7.0.2 и регулярных сборках с конца ноября используется подписанный shim с этим сертификатом, т.е. отключать SecureBoot необязательно.

Windows не даёт возможности попасть в фирмварь, не приняв EULA

Если попался ноутбук с трудносъёмным диском и неактивированной win8, который не даёт возможности попасть в фирмварь, не приняв EULA — можно попробовать его жёстко выключить либо:

• возможно, переключиться на ENG комбинацией при помощи Alt-Shift;
• нажать Shift-F10;
• в полученном приглашении cmd.exe сказать shutdown /s;
• при включении, не теряя времени, «топтаться» по F12/F2/Del или какие ещё клавиши могут быть на этой модели.

Если уже активирована — см. How to Boot to UEFI Firmware Settings from inside Windows 8 and 8.1.

Создание загрузочной записи UEFI вручную

Например, для создания загрузочной записи на /dev/sda4 надо дать команду:

efibootmgr -c -d /dev/sda -p 4 -L "ALTLinx" -l "\EFI\altlinux\grub64.efi"

Самостоятельная сборка установочного образа для установки c UEFI

Достаточно хорошая поддержка сборки UEFI-загружаемых гибридных образов добавлена в текущий mkimage; в качестве образца можно использовать example4 из документации пакета, а суть требуемых изменений в профиле сводится к:

• добавлению в инсталер dosfstools (efibootmgr будет вытянут текущим alterator-grub);
• добавлению в базовую устанавливаемую систему grub2-efi и installer-feature-efi-stage3;
• добавлению в modules для propagator kernel/drivers/firmware ради efivars.ko;
• передаче mkimage переменной EFI_BOOTLOADER со значением elilo либо refind.

Для сборки образов требуется свежий Sisyphus либо p7/branch, в т.ч.:

• mkimage 0.2.5+ (для SB — 0.2.12+)
• xorriso 1.2.4+
• syslinux 4.04-alt5+
• evms 2.5.5-alt30+
• guile-evms 0.4-alt14+
• alterator-vm 0.4.2-alt1+

Решение проблем

«Cлетание» информации о загрузчике из энергонезависимой памяти UEFI

При некоторых обстоятельствах возможно «слетание» информации о загрузчике из энергонезависимой памяти UEFI, что приводит к невозможности загрузки любых ОС или Linux; если это не «аппаратный» случай вроде известных проблем с firmware некоторых производителей, следует произвести повторную установку загрузчика:

1. загружаемся со спасательной части дистрибутива или специального образа в режиме EFI;
2. выполняем команду mount-system для поиска и монтирования корневых ФС;
3. находим нужную, если получилось больше одной, и даём команду chroot /mnt/system1 grub-install;
4. затем umount -al и reboot

Ошибка в firmware при работе с более чем одной подписью

Если замечено, что на каком-либо оборудовании загружаются носители Windows и Ubuntu, но не ALT Linux/openSUSE/Ubuntu — это, скорее всего, ошибка в firmware при работе с более чем одной подписью (shim в Ubuntu подписан только Microsoft).

В качестве объезда можно отключить Secure Boot либо воспользоваться специальной флэшкой, содержащей shim с подписью Microsoft, но без подписи ALT Linux, для дальнейшей загрузки с собственно установочной флэшки. Может пригодиться отключалка сообщения «Безопасная загрузка (SecureBoot) настроена неправильно».

После установки не загружается Windows

Если после установки не загружается Windows 8 с ошибкой наподобие

Booting a command list

/EndEntire
file path: /ACPI(a0341d0,0)/PCI(2,1f)/UnknownMessaging(12)
/HD(1,800,96000,fed12b717a32444e,81,b5)/File(\efi\Microsoft\Boot)
/File(bootmgfw.efi)/EndEntire
error: cannot load image.

— известны следующие объезды:

• отключение SecureBoot;
• выбор Windows в меню загрузки firmware (например, по F12) при необходимости;
• использование отличающегося от grub2 загрузчика (например, refind на инсталяционном диске в режиме поиска уже установленных ОС).

Ноутбуки Acer

Если после установки на ноутбук Acer система не загружается, необходимо зайти в BIOS и либо отключить secure boot, либо вручную занести grub2 загрузчик в список доверенных. Однако по умолчанию данные опции в BIOS не активны. Чтобы их разблокировать, нужно задать непустой пароль для входа в BIOS ("Supervisor Password" вкладки "Security").

Внимание! пароль тут же запишите!.

После этого эти настройки для UEFI становятся активными и можно либо отключить secure boot (Secure Boot [Disabled]), (эта опция есть не во всех моделях Acer), либо же вручную занести grub2 загрузчик в список доверенных с помощью опции "Select an UEFI file as trusted" (обычно \EFI\altlinux\grubx64.efi). После того, как настройки сохранены, если пароль для входа в BIOS ("Supervisor Password") больше не нужен, то его нужно сбросить (ввести пустое значение) пока текущий пароль не утерян/не забылся.

Ссылки

Важное:

• http://www.rodsbooks.com/efi-bootloaders/index.html
• https://wiki.archlinux.org/index.php/UEFI
• http://en.opensuse.org/KVM/UEFI_Secure_boot_using_qemu-kvm
• https://habr.com/ru/post/273497/

Разное:

• http://www.opennet.ru/opennews/art.shtml?num=36068
  • http://www.opennet.ru/opennews/art.shtml?num=36077
• http://www.suse.com/blogs/uefi-secure-boot-overview/
• http://www.suse.com/blogs/uefi-secure-boot-plan/
• http://www.suse.com/blogs/uefi-secure-boot-details/
• http://cdimage.debian.org/cdimage/unofficial/efi-development/upload4/
• https://help.ubuntu.com/community/UEFI
• https://wiki.archlinux.org/index.php/UEFI_Bootloaders
• https://felipec.wordpress.com/2012/01/18/efi-adventures/
• http://mjg59.dreamwidth.org/4957.html
  • https://bugs.launchpad.net/ubuntu-cdimage/+bug/1062737
• http://mjg59.dreamwidth.org/20303.html
• про EULA и shift-reboot в windows 8
• http://jwboyer.livejournal.com/46149.html
• http://download.intel.com/support/motherboards/server/sr9000mk4u/sb/d71474002_sr9000mk4u_efi_userguide.pdf
• MacBookPro
• en:UEFI SecureBoot mini-HOWTO
• http://lwn.net/Articles/584629/
• https://ask.fedoraproject.org/en/question/8264/after-installing-fedora-i-cant-open-biosefi-setup/
• http://www.rodsbooks.com/efi-bootloaders/controlling-sb.html
• https://wiki.gentoo.org/wiki/Efibootmgr/ru