UEFI¶

Die Informationen zur Historie, Aufbau und Wirkungsweise sind dem externen Artikel (U)EFI (Unified Extensible Firmware Interface) zu entnehmen.

In diesem Artikel werden die dazu passenden Informationen aufbereitet, die die Verbindung in das Betriebssystem Ubuntu herstellen und verständlich machen sollen.

(U)EFI macht es insbesondere möglich, mehrere Betriebssysteme total unabhängig voneinander zu installieren und zu betreiben. Das bisher übliche "entweder" / "oder", wer auf dem Computer-System "das Sagen" hat (Bootloader) und wer im Notfall wen und wie beeinflusst, entfällt dabei. Auch ein nachträgliches Deinstallieren von Ubuntu oder auch Windows ist damit problemlos möglich.

Eine Gemeinsamkeit besteht allerdings noch - die EFI-Partition mit ihren Bootverzeichnissen - aber da kann man sich sicher schon einig werden.

Partitionstabelle¶

Ein wesentliches Kriterium für die Installation auf einem (U)EFI-Mainboard ist die Formatierung der beteiligten Datenträger (Festplatten, SSD) und der vorhandene Speicherplatz auf diesen Datenträgern.

Die bisher überwiegend verwendete Technik der Formatierung:

• Master-Partitionstabelle (MPT) - auch "msdos-Format" bezeichnet

  • erweiterte Information → Partitionstabelle

wurde aus mehreren Gründen ersetzt durch eine Formatierung mit einer

• GUID-Partitionstabelle (GPT)

  • erweiterte Information → GUID-Partitions-Tabelle

Weitergehende Informationen zur Verwendung unter Ubuntu sind auch den GRUB_2 Grundlagen zu entnehmen.

Vorgaben seitens Windows¶

Hat man auf dem UEFI-Rechner bereits eine Windows-Installation, so stellt sich das in der Regel wie folgt dar (links im Terminal, rechts mit GParted):

Windows-Installation im EFI-Modus

sudo parted -l 

Modell: ATA SAMSUNG SSD 830 (scsi)
Festplatte  /dev/sda:  128GB
Sektorgröße (logisch/physisch): 512B/512B
Partitionstabelle: gpt

Nummer  Anfang  Ende    Größe   Dateisystem  Name                          Flags
 1      1049kB  316MB   315MB   ntfs         Wiederherstellung             versteckt, diag
 2      316MB   420MB   105MB   fat32        EFI system partition          boot, versteckt
 3      420MB   555MB   134MB                Microsoft reserved partition  msftres
 4      555MB   84,5GB  84,0GB  ntfs         Basic data partition

Die hier mit lfd. #3 ausgewiesene Partition erscheint als nicht formatiert - aber diese Partition entspricht der Partition

• system-reserviert

bei der Installation im BIOS-Modus. Diese Partition darf nicht gelöscht oder anderweitig benutzt werden - Windows verwendet diesen Bereich im EFI-Modus für interne Zwecke.

Das Setup aufrufen¶

Um sich mit den Möglichkeiten der Firmware und dem Setup vertraut zu machen, muss man erst einmal dort hinein kommen. Und hier machen es einem die Hersteller durch unterschiedlichste Maßnahmen nicht immer leicht. Ein Weg ist das beigelegte Handbuch, was heute allerdings auch schon Seltenheitswert hat - oder eine PDF-Datei, auch die braucht ja erst einmal ein lauffähiges Computer-System. In diesen Dokumenten muss man sich dann durcharbeiten und die richtige(n) Taste(n) herausfinden.

Aber es geht auch anders - entsprechende Hinweise werden im Artikel EFI Problembehebung gegeben.

Secure Boot¶

Secure Boot ist eine (U)EFI-Funktion ab Version 2.3.1 und nun schon auf vielen Mainboards anzutreffen.

Secure Boot soll per Definition den Start von Schadsoftware verhindern, blockiert aber auch das Booten vieler USB-Sticks oder optischer Medien und somit auch die Installation anderer Betriebssysteme. Microsoft schreibt zwar vor, dass man die Option secure-boot auf normalen x86-PCs und -Notebooks abschalten kann, aber dazu ist je nach Hersteller - sowohl Hardware als auch Firmware - ein Ausflug ins BIOS - beziehungsweise UEFI-Setup unabdingbar.

Die diversen Einstellungen befinden sich je nach Hersteller an verschieden Stellen im Setup - siehe folgende Beispiele, sinngemäß ist bei der Suche im Setup / in der Firmware der Hersteller vorzugehen..

Beispiel AMI-BIOS¶

Hier ein Beispiel aus einem American Megatrends Inc. (AMI) "Aptio" Setup, wie dort die Einstellungen zu finden sind und worauf es ankommt.

Beispiel American Megatrends Inc. (AMI) "Aptio" Setup
Hauptmenü "Auswahl Secure Boot"	Einstellung "Secure Boot Control"
	Einstellung "Secure Boot Mode"
Hier wird die Vorauswahl getroffen, um die Einstellungen für "Secure Boot" im Submenü (Bild rechts) aufzurufen	In dem oberen gekennzeichneten Menüpunkt kann man das "Secure Boot" aktivieren
	In dem unteren gekennzeichneten Submenü wird der Modus von "Secure Boot" und dabei die Nutzung der Signaturen eingestellt.
zur vollen Darstellung

Es sind einstellbar bei

• "Secure Boot Control"

  • "Disabled"

  • "Enabled"

• "Secure Boot Mode"

  • Die Option "Standard" stellt in der Regel nur den vom Microsoft dem Boardhersteller zur Verfügung gestellte Signatur bereit.

  • Die Option "Custom" lässt bei der AMI-EFI-Firmware die Benutzung von nicht in der Firmware hinterlegten Signaturen zu.

Alle Signaturen müssen den Bestimmungen der "Microsoft UEFI Certificate Authority (CA)" entsprechen.

Beispiel PHOENIX-BIOS¶

Hier ein Beispiel aus einem PHOENIX-BIOS Setup, wie dort die Einstellungen zu finden sind und worauf es ankommt.

Beispiel "Phoenix SecureCore Tiano" Setup
Einstellung "Secure Boot / OS Mode"
	Schritt 1 - Im Menüpunkt "Boot" findet man die Einstellungen für "Secure Boot".
	Schritt 2 - Ist diese Einstellung auf "[Enabled]" gesetzt, ist UEFI immer als Vorgabe gesetzt. Es werden die Einstellungen für die Auswahl der Betriebsmodi nicht angezeigt.
	Schritt 3 - Hat man im Schritt 2 das "Secure Boot" auf "[Disabled]" gesetzt, kann man mit dieser Auswahl die Betriebsmodi zur Auswahl aufrufen.
zur vollen Darstellung

Compatibility Support Module¶

Beispiel "Compatibility Support Module" American Megatrends Inc. (AMI) "Aptio" Setup - zur vollen Darstellung

Dieser Modus wurde integriert, da nicht alle Betriebssysteme mit EFI umgehen können. Insbesondere

• ältere MS-Betriebssysteme sind von dieser Limitierung betroffen

• die meisten 32-Bit-Betriebssysteme

erfordern einen BIOS-Kompatibiliäts-Modus, der die Emulation eines herkömmlichen BIOS erlaubt. Damit können dann auch mit EFI nicht kompatible Betriebssysteme auf einem solchen Rechner installiert werden.

Man kann den CSM-Modus - wenn gewünscht oder aus anderen Gründen erforderlich - natürlich auch für solche Betriebssysteme nutzen, die eigentlich schon mit EFI umgehen können.

Im CSM-Modus verhält sich das System - was Start und Installation anbelangt - dann so, wie man es von einem reinen BIOS-System gewohnt ist.

Die Aktivierung des CSM-Modus zwingt den Anwender aber auch dazu, sich beim Start eines Start-Datenträgers für einen der beiden Modi (UEFI oder Legacy) im EFI Menü zu entscheiden.

Unter den Systemherstellern herrscht bisher keine Einigkeit in Bezug auf das Boot-Verhalten von UEFI-Firmware. Viele Systeme werden deshalb im Nicht-UEFI-Modus ausgeliefert, laden also grundsätzlich das Compatibility Support Module. Das sollte man vor einer Installation immer abklären.

ISO auf USB-Stick¶

Wesentlich kostengünstiger - für den Preis eines DVD-Stapels kann man schon einen USB-Stick von ca. 4GB erwerben und auf diesen das ISO aufbringen. Geeignete Beschreibungen dazu findet man u.a. unter

• USB-Stick für UEFI-Rechner

• ISO auf USB-Stick bringen

• Startmedien-Ersteller

• Windows-Installation

Starten der Installations-Medien¶

Die Installations-Medien heutiger Betriebssysteme sind häufig hybrid, d.h. sie können sowohl im BIOS-Modus als auch im EFI-Modus gestartet werden und stellen demzufolge eine Auswahlmöglichkeit im Boot-Menü des EFI bereit. Bei einem Ubuntu-Installations-Medium lassen sich die beiden Modi anhand ihres unterschiedlichen Startbildschirms gut unterscheiden:

Unterschiedliche Start-Bildschirme
BIOS-Modus - Start von DVD	BIOS-Modus - Start vom USB-Stick	EFI-Modus - GRUB-Menü (DVD oder Stick)
Der bekannte Start-Bildschirm der Ubuntu-DVD. Durch Drücken einer beliebigen Taste kann man das erweiterte Isolinux-Menü optional aufrufen.	Der Start-Bildschirm, wenn man die Ubuntu-DVD auf einen USB-Stick übertragen hat und davon lädt.	Im EFI-Modus wird ein GRUB 2-Menü angezeigt. Erscheint nach der Auswahl im EFI-Menü secure boot not enabled, so weist es darauf hin, dass diese Option im EFI-BIOS deaktiviert wurde.

linux  /casper/vmlinuz.efi  file=/cdrom/preseed/ubuntu.seed boot=casper noefi quiet splash --

EFI-Systempartition¶

Voraussetzung für den Zugriff auf Dateisystemebene ist, dass mindestens ein Datenträger im System dafür eine spezielle Partition bereitstellt. Diese nennt man EFI-Systempartition und hat in der Regel auf einem Datenträger mit GPT = GUID Partitions Tabelle die folgenden technischen Eigenschaften:

• Partitionsnummer: 1 (Empfehlung!)

• Kennung: ef00

• Name: EFI System

• Dateisystem: FAT (Standard 32 bit)

• GUID: C12A7328-F81F-11D2-BA4B-00A0C93EC93B

• Größe: 100-200 MiB

• Mountpunkt: /boot/efi

Verzeichnisstruktur¶

Die EFI-Systempartition verfügt über eine bestimmte Verzeichnisstruktur. Im Wurzelverzeichnis befindet sich nur das Verzeichnis EFI. Unterhalb von EFI existiert immer das Verzeichnis BOOT. Daneben existiert in der Regel mindestens ein Hersteller-Verzeichnis.

/boot/efi/EFI
├── BOOT
│   ├── BOOTX64.EFI
│   ├── fbx64.efi
│   └── mmx64.efi
└── ubuntu
    ├── BOOTX64.CSV
    ├── grub.cfg
    ├── grubx64.efi
    ├── mmx64.efi
    └── shimx64.efi

Systemsicherung unter Windows¶

Bei einer Systemsicherung unter einem (U)EFI-Windows werden in der Regel alle Verzeichnisse und Dateien auf der EFI-Partition in das Backup mit aufgenommen. Dieses beinhaltet also auch das Verzeichnis (/boot/efi/)EFI/ubuntu mit seinen Startdateien (siehe oben).

Das ist einerseits vom Vorteil, falls man diese Dateien zur Wiederherstellung braucht - birgt aber andererseits die Gefahr, dass nach einer Reparatur von Windows ggf. veraltete Verzeichnisse sowie Dateien zurück geladen werden und damit dann das Ubuntu nicht mehr gestartet werden kann oder unerwartete Reaktionen zeigt.

Man kann über die Reparatur der Ubuntuinstallation diesen Starteintrag wieder herstellen.

Intern¶

• EFI Bootmanagement Übersicht zur Artikelserie

  • EFI Installieren - Hinweise vor einer und zur Installation

  • EFI Deinstallieren - Selektives Entfernen eines Betriebssystemes

  • EFI Nachbearbeitung - Hinweise und Maßnahmen nach einer Installation

  • EFI Modus umstellen - Umstellung der Boot-Modi von (U)EFI nach BIOS

  • efibootmgr - (U)EFI-Menü einstellen und prüfen

  • EFI Problembehebung - eine Sammlung von Erfahrungen und Abhilfen

  • EFI USB-Stick - Einen USB-Stick für UEFI aufbereiten

• UNetbootin - Eine ISO-Datei auf einen USB-Stick bringen

• Startmedienersteller - Eine ISO-Datei auf einen USB-Stick bringen

Extern¶

• UEFI Spezifikation 🇬🇧 - Aufbau und Grundsätze

• UEFI - Unified Extensible Firmware Interface

• NVRAM - Non-Volatile Random-Access Memory