Пояснение UEFI прошивки для пользователей Linux

Сегодня давайте обратим внимание на прошивку нашего компьютера. В частности, акцент будет сделан на BIOS и UEFI.

Что правильнее: UEFI BIOS или просто UEFI?

В интернете можно встретить, как многие называют это UEFI BIOS. Однако, с технической точки зрения, это неправильно, поскольку BIOS не является универсальным понятием для прошивки. BIOS — это конкретная прошивка для ПК, совместимых с IBM, поэтому корректнее называть современную прошивку UEFI.

Почему необходим BIOS?

BIOS означает базовую систему ввода-вывода и выполняет следующие функции.

• Запуск процессора и оперативной памяти.
• Самодиагностика системы при включении питания (POST)
• Запуск LAN и PCIe.
• Загрузка с жесткого диска, USB-устройства или через локальную сеть.

По окончании своей работы BIOS передаёт управление операционной системе.

Что представляет собой Legacy BIOS?

BIOS существует уже 38 лет, его создание датируется 1981 годом. Понятие «Legacy» относится к устаревшим интерфейсам и устройствам, таким как клавиатуры PS/2 и дискетные накопители. В настоящее время лишь немногие используют эти старые технологии, однако код, связанный с ними, по-прежнему сохраняется в Legacy BIOS.

Что представляет собой UEFI?

UEFI является развитием EFI, что расшифровывается как расширяемый интерфейс прошивки. Этот стандарт был разработан компанией Intel в конце 90-х годов, когда она работала над 64-битным процессором. Устаревший BIOS функционирует только в 16-битном режиме и не способен полностью раскрыть потенциал нового процессора. Поэтому возникла необходимость заменить старую систему BIOS. Первая версия EFI была представлена в 2002 году, а в 2005 году было создано UEFI Forum. UEFI обозначает унифицированный расширяемый интерфейс прошивки.

UEFI представляет собой спецификацию для прошивки, а не её конкретную реализацию. Любой желающий может воспользоваться этой спецификацией и создать свою собственную прошивку, соответствующую UEFI. К примеру, Proxmox применяет OVMF (Open Virtual Machine Firmware), являющийся портом открытой версии UEFI TianoCore от Intel, для обеспечения поддержки UEFI в виртуальных машинах.

Разница между BIOS и UEFI.

В этой статье я хочу обсудить четыре ключевых отличия.

Программный язык

BIOS настраивается с помощью специального программирования.

UEFI shell напоминает терминальное окно Linux или DOS, предоставляя возможность запускать различные UEFI приложения. Он обладает уникальным синтаксисом.

Режим передачи данных

Некоторые прошивки UEFI включают модуль поддержки совместимости (CSM), который дает возможность системе перейти на старый BIOS. Системы с такой конфигурацией могут работать в трех разных режимах загрузки.

• Система BIOS
• Гибридный режим между BIOS и UEFI.
• Родной режим UEFI.

Имейте в виду, что гибридный режим не является оригинальным для UEFI. Если вы хотите использовать UEFI, вам следует активировать только его, исключив BIOS. В родном режиме UEFI компьютеры загружаются быстрее, так как отсутствует необходимость в загрузке BIOS.

Поддержка операционных систем

Операционная система Microsoft Windows совместима с UEFI исключительно при использовании жёстких дисков с GPT. В то время как Linux способен загружаться в режиме UEFI как с дисками GPT, так и с MBR. На компьютерах Mac реализация EFI представляет собой сочетание EFI 1.x и UEFI 2.x. Эта версия прошивки не соответствует стандартной спецификации UEFI.

Архитектура процессора в прошивке UEFI.

На большинстве платформ Intel реализована поддержка как 32-битной, так и 64-битной архитектуры, а также 16-битного кода для процессоров 8086/80286. Это означает, что UEFI прошивка для этих платформ может быть собрана в 32- или 64-битном режиме.

Спецификация UEFI предписывает, что архитектура загрузчика должна совпадать с архитектурой прошивки для снижения числа проблем. То есть, 32-битный UEFI способен запускать только 32-битный загрузчик, а 64-битный UEFI — только 64-битный. В то же время возможно запускать 64-битную операционную систему на 32-битном UEFI и 32-битную ОС на 64-битном UEFI.

Как определить, является ли прошивка UEFI моего компьютера 32-битной или 64-битной?

В системе Linux выполните следующую команду.

cat /sys/firmware/efi/fw_platform_size

У моего компьютера установлена 64-битная UEFI прошивка. Большинство современных ПК комплектуются именно такой прошивкой.

Как определить, работает ли Linux в режиме UEFI?

В дистрибутивах Linux, основанных на Debian, доступны две редакции загрузчика Grub.

Если ваша система Linux настроена на работу в режиме UEFI, то в ней используется grub-efi вместо grub-pc.

Grub-efi разработан для прошивки UEFI, в то время как grub-pc предназначен для BIOS.

Как определить, загружен ли мой компьютер в режиме UEFI?

Сначала вы можете отключить устаревший BIOS в прошивке и переключить его на оригинальный режим UEFI, чтобы гарантировать загрузку вашего компьютера в режиме UEFI.

Если вы работаете с Linux, вы можете узнать, имеется ли в вашей системе каталог /sys/firmware/efi/. Если он присутствует, значит, ваш компьютер загружен в режиме UEFI.

Системный раздел EFI

UEFI требует наличия EFI системного раздела (ESP) на жестком диске. Этот раздел должен быть отформатирован с использованием файловой системы FAT32, FAT16 или vFAT, и рекомендуется выделять не менее 512 МБ для ESP. Он служит хранилищем для загрузчиков UEFI. На Linux раздел ESP необходимо монтировать в /boot/efi. В Gparted у него должны быть установлены флаги boot и esp. ESP не обязательно должен находиться на первом месте среди разделов.

Защищенная загрузка

Безопасная загрузка — это функция, основанная на UEFI. Хотя многие дистрибутивы Linux, включая Debian, Ubuntu, Fedora и OpenSUSE, поддерживают эту функцию, я бы не советовал её активировать. Дело в том, что при установке драйверов для графических карт, беспроводных устройств и VirtualBox в ядро Linux добавляются новые модули, и безопасная загрузка перестает распознавать вашу систему.

Последующий этап

Возможно, вам будет любопытно ознакомиться с:

• Как применять команду efibootmgr в Linux для настройки меню загрузки UEFI.
• Как загрузить ISO-образы с помощью загрузчика Grub2 без необходимости создавать загрузочную USB-флешку.

Надеюсь, что данный учебник способствовал вашему пониманию UEFI. Если вы посчитали эту информацию полезной, подписывайтесь на нашу бесплатную рассылку, чтобы не пропустить новые советы и рекомендации.