先插一句话,现在很多人用UEFI BIOS这个称呼。这里为了区分:
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。
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:
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:
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)
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。
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?