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^[1].

Основная статья: План выпуска бранча p7

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.

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
не поддерживается /boot/efi на программном RAID1, altbug #28827#c15

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.

Применение

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^[2].

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^[3]. 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

Иерархия загрузчиков и их применение таковы:

shim применяется как первый бинарник, которому передаёт управление firmware и который обеспечивает проверку дистрибутивной/пользовательской подписи на следующем шаге при включенном UEFI SB;
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);
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.

Решение проблем

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:

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

Secure Boot

Сертификаты

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.

Безусловная загрузка

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.

Двойная загрузка

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).

Решение проблем

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».

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, 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: выполнить в ещё загруженной системе

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

Другой вариант: то же самое сделать потом, из EFI Shell:

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

Основная статья: VirtualBox

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.

Основная статья: KVM

Самостоятельная сборка

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^[5]^[6].

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

mkimage 0.2.5+ (для SB — 0.2.12+)^[7]
xorriso 1.2.4+
syslinux 4.04-alt5+^[8]
evms 2.5.5-alt30+
guile-evms 0.4-alt14+
alterator-vm 0.4.2-alt1+

Основная статья: mkimage-profiles

Примечания

↑ 2013: такое уже начинает появляться
↑ при установке загрузчика в MBR или раздел, а не ESP, загрузка в EFI mode не пройдёт
↑ OVMF в составе virtualbox обычно загружает EFI Shell, а поведение фирмварей на железе варьирует от представления меню пунктов загрузки до перехода к настройкам
↑ здесь system1 соответствует случаю единственного обнаруженного линуксового корня
↑ другие типы бутлоадеров ещё не реализованы, см. tools/mki-copy-efiboot
↑ что автоматически приведёт к добавлению в BOOT_TYPE значения efiboot
↑ рекомендуется также mkimage-profiles 1.1.18+ или свежий гит mkimage-profiles-desktop
↑ в апстриме syslinux нужное добавлено в 4.06

Ссылки

Важное:

Разное:

[1] 2013: такое уже начинает появляться

[2] при установке загрузчика в MBR или раздел, а не ESP, загрузка в EFI mode не пройдёт

[3] OVMF в составе virtualbox обычно загружает EFI Shell, а поведение фирмварей на железе варьирует от представления меню пунктов загрузки до перехода к настройкам

[4] здесь system1 соответствует случаю единственного обнаруженного линуксового корня

[5] другие типы бутлоадеров ещё не реализованы, см. tools/mki-copy-efiboot

[6] что автоматически приведёт к добавлению в BOOT_TYPE значения efiboot

[7] рекомендуется также mkimage-profiles 1.1.18+ или свежий гит mkimage-profiles-desktop

[8] в апстриме syslinux нужное добавлено в 4.06

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]