Универсальная загрузочная флешка для BIOS/UEFI

В один прекрасный момент я стал обладателем машинки, которая загружалась только с помощью UEFI. Переключателя на классический режим загрузки в BIOS не обнаружилось. Загрузиться с моей любимой Мультизагрузочной Linux-флешки оказалось невозможно. Более того - оказалось невозможно загрузиться и с помощью многих других образов, загрузчик в которых не работал с EFI.
Настало время переделать мультизагрузочную флешку, чтобы она работала на любых системах!

По мотивам https://wiki.archlinux.org/index.php/Multiboot_USB_drive#Hybrid_UEFI_GPT_.2B_BIOS_GPT.2FMBR_boot

Подготовка

На Ubuntu надо поставить такое:

sudo add-apt-repository universe
sudo apt-get install grub-efi-amd64-bin exfat-fuse exfat-utils

Разметка флешки

Полностью переразмечаем диск. Создадим четыре раздела.

  1. Раздел с данными, на котором будут лежать ISO-образы и конфигурация grub.
  2. Раздел 8Gb для распакованного дистрибутива Windows (или образа WinPE).
  3. Загрузочный раздел EFI (размер - 48 Мб).
  4. Загрузочный раздел BIOS (размер 1 Мб).
disk='/dev/sdX'
disk_size=`expr $(sudo sgdisk -p $disk | awk '/Disk \// {print($3)}')`
sudo sgdisk --zap-all $disk
sudo sgdisk --mbrtogpt --clear $disk
sudo sgdisk --new=1:2048:$(expr $disk_size - 16877568) $disk
sudo sgdisk --typecode=1:0700 $disk
sudo sgdisk --new=2:$(expr $disk_size - 16875520):$(expr $disk_size - 102401) $disk
sudo sgdisk --typecode=2:0700 $disk
sudo sgdisk --new=3:$(expr $disk_size - 102400):$(expr $disk_size - 4097) $disk
sudo sgdisk --typecode=3:EF00 $disk
sudo sgdisk --new=4:$(expr $disk_size - 4096):$(expr $disk_size - 34) $disk
sudo sgdisk --typecode=4:EF02 $disk
sudo sgdisk --attributes=4:set:2 $disk

Отформатируем разделы и смонтируем их.
Разделы с данными будем форматировать в NTFS. Это позволит работать с флехой из-под Windows и заливать большие файлы (больше 4-х Гб).
Как ни странно, и KNOPPIX и SystemRescueCD нормально загрузились с помощью образов, размещенных на разделах, отформатированных в NTFS!!!
Стоит отметить, что при использовании ntfs-3g, запись на разделы отформатированные в NTFS в Linux происходит гораздо медленнее, чем на разделы FAT32 или ExFAT. Однако, с этим можно смириться - ведь образы заливаешь один раз, но при этом - сохраняется возможность работать с флехой под виндой и загружаться с больших образов.

sudo mkfs.vfat -F 32 ${disk}3
sudo mkfs.ntfs -f ${disk}1
sudo mkfs.ntfs -f ${disk}2

sudo mkdir /mnt/usb_efi
sudo mkdir /mnt/usb_data/

sudo mount  -o async,big_writes,noatime ${disk}1 /mnt/usb_data/
sudo mount ${disk}3 /mnt/usb_efi/

Установим grub и EFI:

sudo grub-install --target=x86_64-efi --recheck --removable --efi-directory=/mnt/usb_efi/ --boot-directory=/mnt/usb_data/boot-grub --verbose
sudo grub-install --target=i386-pc --recheck --boot-directory=/mnt/usb_data/boot-grub $disk --verbose

Ну и дальше настраиваем grub, редактируя файлик /mnt/usb_data/boot-grub/grub/grub.cfg:
http://trcmdisk01.tripod.com/linux/s_mmlf01.html

if [ x$feature_all_video_module = xy ]; then
    insmod all_video
else
    insmod efi_gop
    insmod efi_uga
    insmod ieee1275_fb
    insmod vbe
    insmod vga
    insmod video_bochs
    insmod video_cirrus
fi

menuentry "Install Kubnuntu 21.04 Desktop" {
    loopback loop /kubuntu-21.04-desktop-amd64.iso
    set gfxpayload=keep
    linux	(loop)/casper/vmlinuz  iso-scan/filename=/kubuntu-21.04-desktop-amd64.iso file=(loop)/preseed/kubuntu.seed maybe-ubiquity quiet splash ---
    initrd	(loop)/casper/initrd
}

menuentry "KNOPPIX_V8.2-2018-05-10-EN LiveCD" {
loopback loop /KNOPPIX_V8.2-2018-05-10-EN.iso
linux (loop)/boot/isolinux/linux bootfrom=/KNOPPIX_V8.2-2018-05-10-EN.iso keyboard=us language-us
initrd (loop)/boot/isolinux/minirt.gz
}

menuentry "KNOPPIX_V7.2.0CD-2013-06-16-EN LiveCD" {
loopback loop /KNOPPIX_V7.2.0CD-2013-06-16-EN.iso
linux (loop)/boot/isolinux/linux bootfrom=/KNOPPIX_V7.2.0CD-2013-06-16-EN.iso keyboard=us language-us
initrd (loop)/boot/isolinux/minirt.gz
}

menuentry "SystemRescueCd 5.3.1 Live (64bit, cache all files in memory and startX)" {
 loopback loop /systemrescuecd-x86-5.3.1.iso
 linux (loop)/isolinux/rescue64 isoloop=/systemrescuecd-x86-5.3.1.iso setkmap=us docache dostartx
 initrd (loop)/isolinux/initram.igz
}

menuentry "SystemRescueCd 5.3.1 Live (64bit, default boot options)" {
 loopback loop /systemrescuecd-x86-5.3.1.iso
 linux (loop)/isolinux/rescue64 isoloop=/systemrescuecd-x86-5.3.1.iso setkmap=us
 initrd (loop)/isolinux/initram.igz
}

menuentry "SystemRescueCd 5.3.1 Live (32bit, default boot options)" {
 loopback loop /systemrescuecd-x86-5.3.1.iso
 linux (loop)/isolinux/rescue32 isoloop=/systemrescuecd-x86-5.3.1.iso setkmap=us
 initrd (loop)/isolinux/initram.igz
}

menuentry "Install Kubnuntu 18.04.1 Desktop" {
    loopback loop /kubuntu-18.04.1-desktop-amd64.iso
	set gfxpayload=keep
	linux	(loop)/casper/vmlinuz  iso-scan/filename=/kubuntu-18.04.1-desktop-amd64.iso file=(loop)/preseed/kubuntu.seed boot=casper only-ubiquity quiet splash oem-config/enable=true ---
	initrd	(loop)/casper/initrd
}

menuentry "Install Kubnuntu 18.04.2 Server" {
    set isofile="/ubuntu-18.04.2-live-server-amd64.iso"
    loopback loop $isofile
    linux (loop)/casper/vmlinuz iso-scan/filename=$isofile boot=casper quiet ---
    initrd (loop)/casper/initrd
}

menuentry "Install Kubnuntu 19.04 Desktop" {
    loopback loop /kubuntu-19.04-desktop-amd64.iso
	set gfxpayload=keep
	linux	(loop)/casper/vmlinuz  iso-scan/filename=/kubuntu-19.04-desktop-amd64.iso file=(loop)/preseed/kubuntu.seed boot=casper only-ubiquity quiet splash oem-config/enable=true ---
	initrd	(loop)/casper/initrd
}

menuentry "Install Ubnuntu 20.04 Server" {
    insmod part_gpt
    insmod ext2
    insmod search_fs_uuid
    rmmod tpm

    search --no-floppy --set=root --fs-uuid 36c1a912-77c7-4cec-8120-c2088e1e131c
    
    set isofile="/ubuntu-20.04-live-server-amd64.iso"
    set gfxpayload=keep
    
    loopback loop ($root)$isofile

	linux	(loop)/casper/vmlinuz iso-scan/filename=${isofile} quiet ---
	initrd	(loop)/casper/initrd
}

menuentry "Install Ubuntu Server 16.04 i386" {
    loopback loop /ubuntu-16.04.6-server-i386.iso
	set gfxpayload=keep
	linux	(loop)/install/vmlinuz isoloop=/ubuntu-16.04.6-server-i386.iso file=/cdrom/preseed/ubuntu-server.seed quiet splash ---
	initrd	(loop)/install/initrd.gz
}

menuentry "Install Ubuntu Server 16.04 x64" {
    loopback loop /ubuntu-16.04.6-server-amd64.iso
	set gfxpayload=keep
	linux	(loop)/install/vmlinuz iso-scan/filename=/ubuntu-16.04.6-server-amd64.iso file=/cdrom/preseed/ubuntu-server.seed quiet splash ---
	initrd	(loop)/install/initrd.gz
}

menuentry 'Debian 10 i386 Install' {
    set background_color=black
    loopback loop /debian-edu-10.0.0-i386-netinst.iso
    linux    (loop)/install.386/gtk/vmlinuz findiso=/debian-edu-10.0.0-i386-netinst.iso modules=debian-edu-install-udeb desktop=xfce vga=788 --- quiet 
    initrd   (loop)/install.386/gtk/initrd.gz
}

menuentry "Memtest 86+ (from Kubnuntu 19.04)" {
    loopback loop /kubuntu-19.04-desktop-amd64.iso
	set gfxpayload=keep
	linux16	(loop)/install/mt86plus
}

Загрузка образов дискет (FreeDOS, MemTest, MHDD, etc...)

В образе SystemRescueCD в папке /bootdisk есть образы дискет DOS с разными утилитами. Пока что мне не удалось запустить ни один из таких образов. Однако, известно, что для их запуска используется утилита memdisk, которая лежит в папке /isolinux.
Немного информации есть тут: https://www.linux.org.ru/forum/general/9653654
Общий принцип - в качестве ядра указывается memdisk, а в качестве initrd - образ дискеты

linux16 (loop)/isolinux/memdisk
initrd16 (loop)/isolinux/fdboot.img

Установка Windows с такой UEFI-флешки

После копирования файлов iso-образа на раздел:

rsync -av /mnt/cdrom/ /mnt/flash/

Выяснилось, что стандартный способ загрузки Windows из grub на такой флешке не работает!

menuentry "Windows 10 Installer" {
    insmod ntfs
    search --set=root --file /bootmgr
    ntldr /bootmgr
    boot
}

Оказалось, что bootmgr, используемый для загрузки компьютеров с BIOS не загружается с GPT-разделов. С GPT-разделов может загружаться только bootx64.efi, для работы которого нужен EFI.
Если попытаться загрузить bootmgr с такой флешки, то комп просто перезагрузится. Без всяких сообщений.
Вариантов загрузки Windows на BIOS-компьютере с GPT-диском несколько.
Первый - DUET (Developer’s UEFI Environment). В этом случае, сначала загружается эмулятор EFI, который загружает bootx64.efi.
Второй - использование режима hybrid MBR. Это можно сделать утилитой gdisk.

https://www.rodsbooks.com/gdisk/hybrid.html
Обычный GPT-диск имеет запись MBR с единственным разделом типа 0xEE (EFI GPT), внутри которого размещаются разделы GPT.
Гибридный MBR, помимо основного раздела типа 0xEE (EFI GPT) может содержать сведения о дополнительных (до трех штук) разделах, границы которых совпадают с границами разделов, описанных в GPT.
Таким образом, операционки и утилиты, которые не знают ничего про GPT смогут работать и с GPT-разделов. Просто сведения о них они будут получать из MBR.
Очень важно, не давать таким утилитам и операционкам изменять таблицу разделов. В противном случае - они просто порушат GPT.
Такая конфигурация не описана стандартами и разные ОС обрабатывают её по разному. Поведение различных ОС при встрече с таким чудом описано тут.
Запускаем gdisk:

sudo gdisk $disk

Переходим в Recovery/transformation меню:

r

Теперь создаем гибридную запись MBR:

h

Программа спросит - какие разделы должны быть добавлены в таблицу разделов гибридной записи вводим их номера через пробел:

Type from one to three GPT partition numbers, separated by spaces, to be
added to the hybrid MBR, in sequence:1 2 3 4

Дальше - система спросит хотим ли мы разместить первой таблицу EFI, чтобы работал GRUB. Отвечаем yes.
А также - какие коды типов присвоить разделам гибридной таблицы и делать ли их загрузочными.
Загрузочной делаем только 4-ю партицию.
Записываем изменения w.

В двух словах - диск с гибридизированными разделами нельзя модифицировать утилитами, которые к этому не готовы (fdisk).

Enter your comment. Wiki syntax is allowed:
X L B G F
 
  • linux_faq/universal_multiboot_grub_bios_uefi.txt
  • Last modified: 2021/09/07 07:49
  • by admin