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Mar 24, 2015 - 1 minute read - Comments

EFI和GPT的研究

EFI和GPT的关系

关于EFI和GPT的解释我就不说了,相信来看我blog的人应该能自己搜到。

关于两者的关系,我简要点说吧。如果你需要用EFI引导,你就应该用GPT分区。如果你需要用GPT分区,你就应该用EFI引导。反之交叉组合,不一定会失败,但是折腾和兼容性不保证是必然的。从这两年的经验上看,越来越多的系统开始支持EFI+GPT模式的组合。所以大家可以提前演练一下EFI+GPT模式引导。

GPT和MBR分区互换

在windows下可以用磁盘管理器直接换,在linux下可以用parted或者gdisk来做。当然,如果你有图形界面,可以上gparted这个神器。非常好用。

linux下用parted更换分区表的方法[1]:

# parted /dev/sdd
GNU Parted 3.1
Using /dev/sdd
Welcome to GNU Parted! Type 'help' to view a list of commands.
(parted) mklabel
New disk label type? gpt
(parted)

但是目前我看到的可靠转换方案,都是在无数据情况下进行分区表互换。带数据转换有很多前置条件,而且肯定有风险。所以建议初始化硬盘的时候搞,不然后面可能代价很高。

GPT分区的划分要求

GPT有很多优势,例如没有主分区和扩展分区的区别,硬盘大小可以超过2T,分区可以打很多flags,等等。但是使用GPT也不是说全无要求。基础来说,GPT分区划分有几个建议。

  1. 第一个分区划分为EFI分区,并且保留至少20M,推荐100M的大小。
  2. 第二个分区划分为GPT分区,保留同上。
  3. 其他分区安装使用频繁程度和大小从前向后装。

1是因为EFI推荐为第一个分区。3是因为万一你需要为某个分区扩展大小,你当然希望移动比较小的分区。

EFI引导

终于到了今天的重头戏,EFI引导。EFI+GPT模式下,引导变得异常简单,多重引导的支持也非常容易。大家再也不用去抢MBR了。

在linux下,有个工具叫做efibootmgr,可以man一下看文档。简单来说,这货有三个功能。

  • efibootmgr -v,查看当前引导表项。
  • efibootmgr -c,增加引导表项。
  • efibootmgr -B,删除引导表项。

至于引导表项,具体是什么呢?简单点说,就是某硬盘的某分区,分区ID多少多少,上面的某路径下,有个按照EFI规范写的文件,你给我引导起来。就这么简单。

当然,EFI认识的文件系统格式比较少,我确定的只有FAT一种。但是好在EFI文件引导起来后,后面跑什么文件系统就无关了。所以这也是为什么有EFI分区的原因。这个分区以FAT格式化,然后所有的启动管理器都安装在上面(其实就是放了一个文件)。最后加一个表项就可以引导了。

通常情况下,linux下由grub-efi这个包来提供这个efi文件。当efi文件被引导后,会找到boot分区,并且加载上面的grub主程序和附加模块。最后进入grub主系统。我查看了一下,在我的系统上(debian jessie, 2015-03-24),efi被挂载到/boot/efi,而efi文件在/boot/efi/EFI/debian/grubx64.efi,大小为119808字节。

硬盘安装windows

上面说了这么多EFI有关的东西,下面说说贝壳最近的烦恼。

最近换了一台机器,挺不错的。但是由于机箱小,所以硬盘拆卸困难,基本就当作内置硬盘了。所以把硬盘拆下来安装系统就做不到了。同时又没有光驱。所以安装系统的方案只有U盘一种。

当然,对于linux来说,这都不是事。debian很快就安装完成,整个系统的重初始化没用两个小时。但是windows上就卡壳了。Windows7不支持dd到U盘引导,而微软推出的iso to udisk工具理所当然的只能跑在windows下——可当时所有windows实例都挂了正在重装中。

所以我就借了一个USB光驱来装系统,然后发现另一个悲剧的事实。当初为了多引导方便,使用了GPT分区模式。而Windows的安装,居然是EFI引导才能往GPT上装,BIOS引导只能往MBR上装。这个为了防错的愚蠢设计的结果就是,Windows7的原始安装光盘,只要从光驱一引导,就必定只能装到MBR上。。。

当然,后面介绍的内容,可以帮助你推理出如何修改安装光盘,来实现EFI下的ISO引导。不过这种事情对当时的我一点帮助都没有。

所以核心问题就是EFI引导了。于是,我开始了上面的研究。而研究完EFI引导,我发现——其实好像连U盘都不用的。因为本质来说,Windows的安装程序也是一个Windows。我只需要分一个FAT的分区,把安装程序丢上去,然后设法添加一项EFI表项,指向正确的EFI加载文件即可。有一份如何制作EFI引导的U盘的文档也支持我这个想法[2]。

所以我做了一个简单的测试,在GPT的尾部分了一个小分区,并格式化为FAT32。在上面展开win7的完整ISO。

然后是关键问题,EFI表项是一个硬盘+分区+路径的组合。硬盘和分区都不是问题,问题是应该指向哪个文件呢?根据我的测试bootmgr.efi和cdboot.efi都是错的,无法完成引导。当然,在文档[2]和文档[3]里,都指明了如何解决这个问题。从一个可引导的win7里面,提取一个bootmgfw.efi文件,改名为bootx64.efi。不过上面说了,我没有一个可用的windows。幸运的是,文档[3]里面提供了一个下载链接,可以让我下载一份。将这份efi丢到分区上,并且添加efi表项后,BIOS引导项中出现了安装器选项。选择后就直接进入windows安装界面,并且可以安装到GPT分区上。

GPT分区的激活

其实我不是很想提到这个事,不过GPT分区安装windows绕不过去的问题就是如何绕过防盗版。

本质上说,目前的软激活,都是通过抢在Windows前启动一个程序,来拦截Windows对SLIC的读取,从而返回一个合法的OEM SLIC。这个加上系统内安装的,和这个合法OEM SLIC对应的证书,就可以达到激活的目的。

这个拦截程序,以前是写入在windows隐藏分区内的。这也是以前软激活需要挂载隐藏分区的理由。GPT模式下,我们有了EFI分区,因此就没有隐藏分区了(MSR分区不是)。这导致原本的激活程序失效。因此,需要下载一个EFI激活程序,然后挂载EFI分区。

具体就自己搜吧,我只能帮到这了。

如何制作可EFI引导的U盘/ISO

按照上面的例子,其实只要把所有的安装文件解到U盘/ISO上,并且在上面写入一个EFI引导程序(bootmgfw.efi/bootx64.efi),基本就齐活了。

但是比较悲剧的是,贝壳没测试过,所以就不知道EFI表项应该往哪里写了。从这个表项的特性来说的话,我怀疑efibootmgr是直接操作了主板基础系统暴露出来的接口。类似于dmidecode。如果是这样,新系统上的引导表项就不能在制作引导盘的时候写入了。所以如果谁知道的话,请告诉我。

同时,根据我看到的文档,有些BIOS支持从文件引导的选项。能够当场让你选择一个磁盘的一个分区的一个路径,构成EFI表项。但是目前我新买的电脑上没有此功能。

引用

  1. Make the most of large drives with GPT and Linux
  2. Creating Windows UEFI Boot-Stick in Windows
  3. How To Make UEFI Bootable USB Flash Drive to Install Windows 8

FIN-WAIT-1的问题一例 ppa的使用

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