分享好友 最新动态首页 最新动态分类 切换频道
运维新手入门——BIOS和UEFI的启动项
2024-12-23 20:48

先插一句话,现在很多人用UEFI BIOS这个称呼。这里为了区分:

运维新手入门——BIOS和UEFI的启动项

  • BIOS一律指传统BIOS,

  • UEFI BIOS一律称呼为UEFI。

  • UEFI下的BIOS设置,一律称为UEFI设置。

一直就想写这个,因为自己折腾Hackintosh。
最初BootThink,后来Chameleon,现在Clover。
每次接触新玩意,都要纠结好久的“安装”问题:

  • 我这个磁盘默认BootThink启动,我想重装Windows,会覆盖引导,怎么办。

  • BootThink要求启动分区是NTFS,这是什么鬼要求?想换个Kext还得重启回Windows?

  • 这个Chameleon太老了,我想换新版本,直接替换ISO么?

  • 听说了个叫XPCBoot的东西,那是什么玩意?教程怎么只给了一个装Duet的工具?Efildr20这个文件在哪下载?

  • 这个什么iBoot,听说用这个的Hackintosh能打开BootCamp助理?但我怎么启动到了一个类似于BIOS设置的地方?

  • 我这个老华硕装了Clover怎么启动不了?黑屏卡在那?屏幕只有一个6?

  • 哇,这个老电脑平均一万次才能进Clover一次,怎么启动个Clover就要二十分钟?

  • 新电脑支持了UEFI,终于能用Clover了!这个神马MBR、GPT是怎么回事?

  • 教程里把Clover引导做在了U盘上,我怎么能摆脱优盘开机?

  • ………………

直到我搞懂了Clover,直到我搞懂了UEFI,突然觉得:“哇!懂了原理之后,这些玩意一点都不难啊!”

嗯。上面是根因。
诱因是前几天有人问了我上面的加粗的那个问题。

其实这篇文章,也适合以下用户:

  • 重装Windows,提示我什么MBR、GPT,不让装?

  • 我想装个Linux,但我希望默认还是Windows。

  • 我想重装Windows,可是我开机不再默认Grub,怎么回Linux?

  • “Windows无法定位现有分区,也无法。。。。。”

  • 我电脑好几个磁盘,我把Windows装到了磁盘2上,怎么开机我在UEFI里选磁盘二开不开?

  • 装Windows时候听说有个什么操作能装在VHD上?

  • 那个什么EFI分区是干嘛的?

  • UEFI的启动U盘为啥非得FAT32?

  • 不需要第三方工具就能做UEFI下的Windows安装盘?

  • 以前我一直装Ghost版的Windows,UEFI之后真的没法Ghost了么?

  • 我电脑是UEFI的,想装Linux,但我手头没优盘,听说也能搞定?

标题说是科普,可是我可能会习惯性的啰嗦技术细节。我尽量科普吧。

一句话概括:BIOS只认识设备,不认识分区、不认识文件。

就是这样。

至于后面启动什么系统,取决于这512字节里存了谁家的代码。这个代码是各家的系统安装程序写进去的,目的是启动自家系统。

  • 比如你装(或者重装)了Windows,这里面就变成了Windows的启动代码。

  • 比如你装(或者重装)了Linux,这里面就会变成Grub的启动代码。

顺便这512字节包含了MBR分区表的信息。但是有人可能注意到,上面半句没提“系统装在哪个分区上了”,硬盘有几个分区。

其实BIOS并不认识分区表。哪怕磁盘上没有分区表,没分过区,只要前512字节有0x55 0xAA的结尾,有合适的引导代码,也是能启动的。

(此处只讨论民用64位架构下的UEFI。)

一句话概括,UEFI认识设备,还认识设备ROM,还认识分区表、认识文件系统以及文件。

就是这样。

至于这个EFI文件会干嘛,主板是不管的。
但是随着Windows8.x,以及UEFI标准2.x,推出了一个叫做SecureBoot的功能。开了SecureBoot之后,主板会验证即将加载的efi文件的签名,如果开发者不是受信任的开发者,就会拒绝加载。
比如CloverX64.efi就好像没有签名。

一个磁盘分区,要格式化之后,才能往里存文件,格式化的时候,又能选择不同的文件系统。
比如Win10可以选FAT32、NTFS、exFAT、ReFS几种,Linux可以选ext2、ext3、ext4、FAT32等,macOS可以选FAT32、HFS+、APFS、exFAT几种。

其实每个操作系统,都会有文件系统驱动,然后才能读取某种文件系统。
比如Windows带了上述四种文件系统等驱动,Linux带了FAT32、ext等文件系统等驱动,macOS带了上述四种驱动以及NTFS等只读驱动。
设备也是一样的。
原版的WinXP只带了IDE驱动,没有SATA驱动;原版Win7只带了IDE和SATA驱动,没带NVMe驱动;Win8/Win10则带了IDE/SATA和NVMe三种驱动;macOS10.12带了SATA驱动以及苹果专用NVMe磁盘的驱动;macOS10.13带了SATA和标准NVMe驱动。

UEFI作为一个模糊了固件和操作系统界限的东西,作为一个设计之初就考虑到了扩展性的东西,它也是有驱动程序的。启动过程中的DXE阶段,全称叫Driver eXecution Environment,就是加载驱动用的。

首先各种PCI-E的设备,比如显卡,比如PCI-E的NVMe固态硬盘,都有固件。
其中支持UEFI的设备,比如10系列的Nvidia显卡,固件里就会有对应的UEFI的驱动。

UEFI启动后,进入了DXE阶段,就开始加载设备驱动,然后UEFI就会有设备列表了。
对于其中的磁盘,UEFI会加载对应的驱动解析其中的分区表(GPT和MBR)。然后UEFI就会有所有分区的列表了。然后UEFI就会用内置的文件系统驱动,解析每个分区。然后UEFI就会认识分区里的文件了。比如“EFIBootbootX64.efi”。

作为UEFI标准里,钦定的文件系统,FAT32.efi是每个主板都会带的。所有UEFI的主板都认识FAT32分区。这就是UEFI的Windows安装盘为啥非得是FAT32的。
除此之外,苹果的主板还会支持hfs分区。如果某天Linus Torvalds推出了主板,我猜这主板一定会带EXT4.efi,哈哈哈哈哈。

如同Windows可以安装驱动一样,UEFI也能在后期加载驱动。
比如CloverX64.efi启动之后,会加载EFICloverdrivers64UEFI下的所有驱动。包括VboxHFS.efi等各种efi。网上你也能搜到NTFS.efi。
再比如,UEFIShell下,你可以手动执行命令加载驱动。

再插句嘴,Apple随着macOS10.13推出了APFS,很良心的放出了apfs.efi,广大Hackintosh用户的福音啊,把这玩意放进Clover里就能识别APFS分区里的HighSierra了!

UEFI规范里,在GPT分区表的基础上,规定了一个EFI系统分区(EFI System Partition,ESP),ESP要格式化成FAT32,EFI启动文件要放在“EFI<厂商>”文件夹下面。

比如Windows的UEFI启动文件,都在“EFIMicrosoft”下面。
比如Clover的东西,全都放在“EFIClover”下面。

但是Apple比较特殊,它的主板直接去HFS/APFS分区找启动文件。然而即便如此,Mac的ESP里还是会有一堆Apple的文件。

Macbook上的ESP分区里的“EFIApple”文件夹

说正事,上面“写这篇文章的原因”里加粗的那个问题。

根据UEFI标准里说的,你可以把优盘里的“EFIClover”文件夹,拷贝到硬盘里的ESP对应的路径下。然后把“EFICloverCloverX64.efi”添加为UEFI的文件启动项就行了。

Windows的BCD命令,其实也可以添加UEFI启动项,然而我没搞懂怎么弄。我更喜欢用EasyUEFI来搞这些操作。但是免费版的EasyUEFI不支持企业版Windows哦~某些Win10用户要被拒之门外了。

这一节的最后,再说说“EFIBoot”这个文件夹。这个文件夹,放谁家的程序都行。无论是“EFIMicrosoftBootBootmgfw.efi”,还是“EFICloverCloverX64.efi”,只要放到“EFIBoot”下并且改名“bootX64.efi”,就能在没添加文件启动项的情况下,默认加载对应的系统。

举个例子:一个U盘,你想做成Windows安装盘+Hackintosh安装盘,该怎么做?

  • 你划分俩分区,第一个分区格式化成FAT32,第二个分区HFS+。

  • 苹果系统下把第二个分区做成安装盘。苹果启动盘做好了。

  • 把Windows的ISO镜像里的文件拷贝到第一个分区。Windows安装盘做好了。

  • 然后Clover拷贝到第一个分区的“EFIClover”文件夹下。Clover的东西也做好了。

  • 最后,怎么让这个U盘插到任何电脑上都默认启动Clover呢?答案是,把“EFIBoot”下的“bootX64.efi”换成Clover的就可以了。那个文件夹放谁家的efi文件,都要改名“bootX64.efi”哦。

嗯,这一节就写到这吧。

BIOS下:

MBR->PBR->bootmgr->WinLoad.exe

按照前文说的,BIOS加载某个磁盘MBR的启动代码,这里特指Windows的引导代码,这段代码会查找活动分区(BIOS不认识活动分区,但这段代码认识活动分区)的位置,加载并执行活动分区的PBR(另一段引导程序)。
Windows的PBR认识FAT32和NTFS两种分区,找到分区根目录的bootmgr文件,加载、执行bootmgr。
bootmgr没了MBR和PBR的大小限制,可以做更多的事。它会加载并分析BCD启动项存储。而且bootmgr可以跨越磁盘读取文件了。所以无论你有几个磁盘,你在多少块磁盘上装了Windows,一个电脑只需要一个bootmgr就行了。bootmgr会去加载某磁盘某NTFS分区的“WindowsSystem32WinLoad.exe”,后面启动Windows的事就由WinLoad.exe来完成了。

重点来了,为什么图中有两组虚线?
因为“启动磁盘”和“装系统的磁盘”可以是同一个磁盘,也可以不是同一个。“启动分区”和“系统分区”可以是不同磁盘的不同分区,也可以是相同磁盘的不同分区,也可以是同一个分区。

这就解释了,为什么,有的时候,Windows装在磁盘2上,却要在BIOS里选磁盘0启动了。
因为bootmgr可能在磁盘0上。

UEFI下:

UEFI固件->bootmgfw.efi->WinLoad.efi

根据前文说的,UEFI启动项分为文件启动项和设备启动项。

通常情况:主板UEFI初始化,然后找到了默认启动项“Windows Boot Manager”。里面写了bootmgfw.efi的位置。固件加载bootmgfw.efi。bootmgfw.efi根据BCD启动项存储,找到装Windows的磁盘的具体分区,加载其中的WinLoad.efi。由WinLoad.efi完成剩下的启动工作。

其中的虚线,根上面的一样,意思是,Windows启动盘和EFI启动盘,可以是一个硬盘,也可以是不同的硬盘。所以对于UEFI来说,启动盘是bootmgfw.efi所在的那个盘。


  • 以前我一直装Ghost版的Windows,UEFI之后真的没法Ghost了么?

先说一句,真不推荐用网上的Ghost版Windows安装盘来装系统了。微软公开放出了官方的原版Win10下载链接,而且还有启动盘制作程序。链接在这:下载 Windows 10。写这个的原因,是因为,有时候,自己做的Ghost备份,还是挺好用的。

并不是不能Ghost了。但是传统的Ghost盘,都是只Clone了C盘,没有考虑到“UEFI下,启动盘是ESP分区,跟Windows不是同一个分区”的事。

其次,Ghost备份,并不能备份分区的GUID。还原之后,ESP分区里的BCD中记录的Windows在“某某GUID的分区上”,就可能找不到对应的GUID了。这时候,需要用bcdedit命令,或者BCDBoot命令,修改BCD存储。鉴于目前的Ghost盘,很少基于DOS了,如果是基于WinPE的,bcdedit命令和bcdboot命令都是已经内置了的。只要制作者在批处理文件里,在Ghost之后,调用bcdedit命令改一下bcd配置就行了。

而且,即使没Ghost备份ESP分区,你依然可以用bcdboot命令来生成ESP分区的内容。同样,在WinPE下,批处理文件里,Ghost还原之后,使用BCDBoot命令生成启动文件就行了。

总结一下,Ghost还原Windows分区之后,调用BCDBoot配置启动项即可。

再说一句,真不推荐用网上的Ghost版Windows安装盘来装系统了。微软公开放出了官方的原版Win10下载链接,而且还有启动盘制作程序。链接在这:下载 Windows 10。写这个的原因,是因为,有时候,自己做的Ghost备份,还是挺好用的。

  • “Windows无法定位现有分区,也无法。。。。。”

这种报错信息,如果是在UEFI模式下,一般是因为,你有多块硬盘,而且超过一块硬盘上,有ESP分区。只要把不想用的ESP分区删掉,或者拔掉对应的硬盘,保证装Windows的时候,只有一个硬盘上有ESP分区,即可。

如果实在做不到,考虑用DISM.exe安装Windows吧。Win7的DISM.exe真的太弱了。尽量用Win10安装盘或者Win10PE里的DISM.exe。

  • 不需要第三方工具就能做UEFI下的Windows安装盘?

确实啊,根据上文说的,U盘,格式化成FAT32,然后把Windows安装盘的ISO里面的东西拷贝到U盘就行了。(适用于Win8/8.1/10以及WinServer2012/2012R2/2016。WinVista x64/Win7x64以及WinServer2008x64/2008R2需要额外操作,WinVista x86/Win7x86/WinServer2008x86不支持UEFI)

打开这个Windows安装盘,这个ISO(截图的版本较老,自行忽略)
打开之后,是这四个文件夹、四个文件,拷贝到优盘。
  • 我电脑是UEFI的,想装Linux,但我手头没优盘,听说也能搞定?

对啊对啊,搞个FAT32的分区,把Linux安装盘的iso镜像里面的文件拷贝进去,然后在Windows下,用工具给那个分区的BOOTx64.efi,添加为UEFI文件启动项,开机时候选那个启动项,就能启动到Linux安装盘了。下面示意图是Ubuntu的。记得查看一下你的Linux支不支持SecureBoot哦!如果你要装的Linux不支持SecureBoot,记得关掉主板的SecureBoot设置哦。

Ubuntu安装盘ISO镜像内的UEFI启动文件。
  • 我想装个Linux,但我希望默认还是Windows。

  • 我想重装Windows,可是我开机不再默认Grub,怎么回Linux?

如果是UEFI模式,那就跟之前一样,改启动项顺序就行了。

如果是传统BIOS的,要么用bootsect.exe把MBR改成Windows的。要么用工具把MBR刷成Grub的。也可以考虑Linux下用dd命令备份MBR的前446字节,到时候再还原回去。

  • 重装Windows,提示我什么MBR、GPT,不让装?

最新文章
CANPro协议分析平台 1.50.2.367 官方版
CANPro协议分析平台官方版是一款高效专业的CAN高层协议分析工具,CANPro协议分析平台最新版功能强悍,支持与周立功CAN分析仪配合使用,能够帮助用户分析iCAN、DeviceNet、SAEJ1939、CANopen等基CAN-bus网络的高层协议,CANPro协议分析平台
长乐SEO整站优化,驱动企业网站排名飞跃
长乐SEO提供整站优化服务,全方位提升网站排名,助力企业快速崛起,实现网络营销新突破。随着互联网的普及,越来越多的企业开始重视网络营销,希望通过网站推广提升品牌知名度和市场份额,在众多企业中,如何脱颖而出,成为行业佼佼者,成
手机号码隐私保护与管理全攻略,如何安全查看归属地信息
在现代社会中,手机号码不仅是个人身份的标识,更是日常沟通和商务交流中不可或缺的一部分。然而,随着网络诈骗和隐私泄露事件的频发,如何安全、有效地管理和使用手机号码,成为了人们关注的焦点。本文将从多个层面探讨手机号码的结构、隐
瑞幸咖啡SEO崛起之道,揭秘SEO优化策略助力品牌腾飞
瑞幸咖啡凭借有效的SEO优化策略,成功提升了品牌知名度。通过精准关键词布局、高质量内容创作和外部链接建设,瑞幸咖啡在搜索引擎中排名提升,吸引了大量潜在顾客,助力品牌快速崛起。关键词策略分析网站优化策略解析外链建设策略探讨数据
SEO优化文章写作技巧:如何快速写出高排名高质量内容
这将帮助你制定出吸引性十足且能够回应用户找寻信息时情感上受到重视和尊重的文章。选好关键字并使用正确方法来优化文章中心思想。便可将这些语义理念整合贯彻到整篇文章中去;1. 首先,要明确目标读者的需求。在开始写作之前,应当了解你的
百度快速收录系统 百度速录系统助力,关键词文章秒上热搜榜
在当今这个信息爆炸的时代,互联网已成为企业展示自我、推广品牌、吸引客户不可或缺的重要平台然而,面对海量的网络信息,如何让自己的网站或内容在浩瀚的网海中脱颖而出,成为众多企业和个人关注的焦点在此背景下,“百度快速收录系统”以
网站优化工具:让您的网站快速崛起,获取更多流量与曝光
SEO优化工具:这类工具帮助你优化网站内容,以便更好地符合搜索引擎的算法规则,提高在搜索结果中的排名。页面速度优化工具:网站的加载速度直接影响用户体验和搜索排名,因此通过这些工具可以对网站进行优化,减少加载时间。内容优化工具
简单几步,让你的网站快速被各大搜索引擎收录提交!
标题:简单几步,让你的网站快速被各大搜索引擎收录提交!亲爱的网站建设者们,你是否曾经因为网站长时间无法被搜索引擎发现而感到焦虑?别担心,今天我将向您介绍几个简单步骤,帮助您的网站快速被各大搜索引擎收录并提升排名。请仔细阅读
零部件生产软件排行榜前十名
零部件生产软件排行榜前十名可以根据多种因素来评判,包括用户需求、功能全面性、用户友好性和市场占有率等。知名的零部件生产软件有Siemens NX、SolidWorks、AutoCAD、CATIA、Creo、Inventor、Solid Edge、Mastercam、Edgecam和Fusion 360
购物新风尚,广告电商有何妙?揭秘商业模式 APP软件开发 裂变系统 源码
编辑:彭丹(微三云集团 · 模式设计总监)-------------------微三云集团为智慧零售提供整体技术解决方案,一站式品牌电商运营。微三云集团是一家专注于为智慧零售提供整体技术解决方案的平台型企业,业务涵盖产业互联网中台,数字供应链中
相关文章
推荐文章
发表评论
0评