#topicpath * 河豚板のUEFI/GPT対応 [#td0364db] RIGHT:EBUG 第68回会合 ~ 2019年2月23日、(有)銀座堂 ~ 川俣吉広、kaw@on.rim.or.jp **発端 [#q0089df3] Twitterでの[[このtweet>https://twitter.com/ao_kenji/status/1073836123934183424]]がきっかけ。 このやりとりが発端となり、[[河豚板のUEFI対応>https://twitter.com/yoshi_kaw/status/1074110733577637888]]を開始する。 **UEFIとGPT [#a6e0bc70] :UEFI (Unified Extensible Firmware Interface)|OSとファームウェアとの間のソフトウェアインタフェースを定義する仕様([[Wikipedia>https://ja.wikipedia.org/wiki/Unified_Extensible_Firmware_Interface]])~ 従来のBIOS (Legacy BIOS)による起動方法からの置換えを意図している。~ ・UEFI用のパーティション(ファイルシステムとしてはFAT)を持つ。~ ・そのパーティション内に起動用の実行バイナリが格納されている。このバイナリファイルは*.EFIの拡張子を持ち、UEFIアプリケーションと呼ばれる。 :GPT (GUID (Globally Unique Identifier) Partition Table)|ストレージデバイス上のパーティションテーブルの配置に関する標準規格([[Wikipedia>https://ja.wikipedia.org/wiki/GUID%E3%83%91%E3%83%BC%E3%83%86%E3%82%A3%E3%82%B7%E3%83%A7%E3%83%B3%E3%83%86%E3%83%BC%E3%83%96%E3%83%AB]])~ Legacy BIOSで用いられてきたMBR (Master Boot Record)に替わるものとしてUEFIの一部として定義されている。~ ・MBRが扱えるのは最大2TBのディスクを4区画まで~ ・GPTでは最大8ZBを128区画までパーティショニング可能 OpenBSDの場合に現状で考えられる起動方法とパーティショニングのパターンを以下に示す。 ***Legacy BIOS / MBR [[(参考)>http://caspar.hazymoon.jp/OpenBSD/]] [#r1743fb3] #ref(MBR2.png,wrap,around,right,,50%) UEFI登場以前から用いられてきた方法 -ハードウェア上のファームウェアがHDDのセクタ0にあるMBRブートコードを実行する。 -MBRブートコードは、ブートフラグがONになっているパーティションの先頭セクタにあるPBR (Partition Boot Record)に実行を移す。 --OpenBSDでは、PBRは/usr/mdec/biosbootが用いられる。 -PBRはOpenBSDのルートファイルシステム上にある/bootを実行する。 --この/bootが「boot>」プロンプトを表示し、カーネル起動に関するユーザからの指定を受け付ける。 -bootは指定にしたがって、該当するカーネルを起動する。 -なお、OpenBSD用と設定された区画(右図の例ではentry 3)は、同時にdisklabelユティリティによる管理範囲(OpenBSD Area)として設定される。 OpenBSD Areaの中にdisklabelによるBSDパーティションが作成され、ファイルシステムやスワップ領域として使われる(参考:[[他のBSDユーザのためのOpenBSD管理入門>http://fuguita.org/index.php?EBUG%CA%D9%B6%AF%B2%F1%2F20171118_OpenBSD%B4%C9%CD%FD%C6%FE%CC%E7#lde54a06]])。 #img(,clear) ***UEFI / GPT [#bd88fd91] #ref(GPT3.png,wrap,around,right,,50%) 起動にUEFI、ディスクパーテショニングにGPTを用いるパターン -ハードウェア上のファームウェアがGPT内でGUID=xxxxxxxxx-xxxxxxxx-xxxxxxxxx-xxxxxxxxxxxxxxx (EFI Sys)となっているパーティションを探し、この中に \efi\BOOT\BOOT*.EFIという実行ファイル(EFIアプリケーション)があれば実行する。~ このファイル名は、 --i386ではBOOTIA32.EFI --amd64はBOOTX64.EFI --arm64はBOOTAA64.EFI >となっている。 -OpenBSDのEFIアプリケーションは、「boot>」プロンプトを表示し、カーネル起動に関するユーザからの指定を受け付ける。~ これは、MBR起動の場合の/bootに相当する。 -EFIアプリケーションは指定にしたがって、該当するカーネルを起動する。 -なお、GPTの場合にも先頭セクタの部分に、従来のMBRとの互換性を考慮してprotective MBR (保護MBR)というものが書き込まれている。これはfdiskなどのMBRを扱うユティリティが誤ってMBRを書き換えないようにするためのものである。 -OpenBSD Area内の管理については、MBRの場合と同じ。 #img(,clear) ***UEFI / MBR [#ffe7005b] #ref(ARM64.png,wrap,around,right,,50%) UEFIとしてEFIアプリケーションがロードされるが、パーテショニングとしてMBRが使われるパターン。GPTは存在しない。~ amd64のインストールメディアやarm64で使われている。 amd64のインストールメディアとarm64とでは細かい箇所で異なっている部分がある(右図はarm64)。 -arm64ではUEFI用のパーティションIDは0C (FAT32L)、amd64インストーラではEF (EFI Sys)。 -arm64ではUEFI用のパーティション内にはU-BOOTも書き込まれている。 -amd64インストーラではMBR boot code、PBR、/bootもセットアップされ、Legacy BIOS・UEFIのどちらでも起動する。 #img(,clear) ***Hybrid MBR [#d8c49092] #ref(Hyb3.png,wrap,around,right,,50%) MBRとGPTの両方に同じパーテショニング情報を書込み、ブートローダもLegacy BIOS, UEFI共にセットアップしたもの。 -Legacy BIOS・UEFIのどちらでも起動することが期待できる。 -非標準。規格上は定義されていない方法。 -現状ではMBRとGPTとを同時に変更するツールがないため、作成後にパーテショニングを変更することが困難。 #img(,clear) **OpenBSDでのUEFI実装 [#k481c6c6] 2015年に安岡昌彦氏によりカーネルにUEFI対応の機能が[[実装された>https://marc.info/?l=openbsd-cvs&m=144115942223734&w=2]]。 現在では、インストーラ含め、関連ユティリティがUEFI/GPTに対応している。 ***インストーラ [#te951c4f] 前述のように、Legacy BIOS、UEFIのいずれからでも起動可。 Legacy BIOS、UEFIのどちらで起動したかによって、パーティションニングのデフォルトも変わる。 UEFIで起動した場合 Available disks are: wd0 wd1. Which disk is the root disk? ('?' for details) [wd0] wd1 No valid MBR or GPT. Use (W)hole disk MBR, whole disk (G)PT or (E)dit? [gpt] ←インストーラをUEFIで起動した Setting OpenBSD GPT partition to whole wd1...done. ので、GPTがデフォルト The auto-allocated layout for wd1 is: # size offset fstype [fsize bsize cpg] a: 819776.0K 1024 4.2BSD 2048 16384 1 # / b: 83090.0K 1640576 swap c: 2097152.0K 0 unused d: 930704.0K 1806784 4.2BSD 2048 16384 1 # /usr e: 263024.0K 3668192 4.2BSD 2048 16384 1 # /home i: 480.0K 64 MSDOS ←EFI Sys領域 Use (A)uto layout, (E)dit auto layout, or create (C)ustom layout? [a] Legacy BIOSで起動した場合 Available disks are: wd0 wd1. Which disk is the root disk? ('?' for details) [wd0] wd1 No valid MBR or GPT. Use (W)hole disk MBR, whole disk (G)PT or (E)dit? [whole] ←MBRがデフォルト Setting OpenBSD MBR partition to whole wd1...done. The auto-allocated layout for wd1 is: # size offset fstype [fsize bsize cpg] a: 800.6M 64 4.2BSD 2048 16384 1 # / b: 81.1M 1639616 swap c: 2048.0M 0 unused d: 908.9M 1805824 4.2BSD 2048 16384 1 # /usr e: 256.9M 3667232 4.2BSD 2048 16384 1 # /home Use (A)uto layout, (E)dit auto layout, or create (C)ustom layout? [a] ***fdisk [#qb5830d2] パーティションの初期化時に、オプションによってMBRかGPTかを指定する。 MBRで初期化 # fdisk -i wd1 Do you wish to write new MBR and partition table? [n] y Writing MBR at offset 0. # fdisk wd1 Disk: wd1 geometry: 520/128/63 [4194304 Sectors] Offset: 0 Signature: 0xAA55 Starting Ending LBA Info: #: id C H S - C H S [ start: size ] ------------------------------------------------------------------------------- 0: 00 0 0 0 - 0 0 0 [ 0: 0 ] unused 1: 00 0 0 0 - 0 0 0 [ 0: 0 ] unused 2: 00 0 0 0 - 0 0 0 [ 0: 0 ] unused *3: A6 0 1 2 - 519 127 63 [ 64: 4193216 ] OpenBSD GPTで初期化 # fdisk -i -g wd1 Do you wish to write new GPT? [n] y Writing MBR at offset 0. Writing GPT. # fdisk wd1 Disk: wd1 Usable LBA: 64 to 4194240 [4194304 Sectors] #: type [ start: size ] ------------------------------------------------------------------------ 3: OpenBSD [ 64: 4194177 ] パーティションの詳細を見る ↓ # fdisk -v wd1 Primary GPT: Disk: wd1 Usable LBA: 64 to 4194240 [4194304 Sectors] GUID: 09d92128-d884-40f8-9e17-a606721cd8c7 #: type [ start: size ] guid name ------------------------------------------------------------------------ 3: OpenBSD [ 64: 4194177 ] 376b4152-9c45-4d7a-8392-5f0f3e015d51 OpenBSD Area Secondary GPT: Disk: wd1 Usable LBA: 64 to 4194240 [4194304 Sectors] GUID: 09d92128-d884-40f8-9e17-a606721cd8c7 #: type [ start: size ] guid name ------------------------------------------------------------------------ 3: OpenBSD [ 64: 4194177 ] 376b4152-9c45-4d7a-8392-5f0f3e015d51 OpenBSD Area MBR: Disk: wd1 geometry: 520/128/63 [4194304 Sectors] Offset: 0 Signature: 0xAA55 Starting Ending LBA Info: #: id C H S - C H S [ start: size ] --------------------------------------------------------------------------- 0: EE 0 0 2 - 532610 4 4 [ 1: 4294967295 ] EFI GPT 1: 00 0 0 0 - 0 0 0 [ 0: 0 ] unused 2: 00 0 0 0 - 0 0 0 [ 0: 0 ] unused 3: 00 0 0 0 - 0 0 0 [ 0: 0 ] unused # ***installboot [#i0c2305e] **河豚板での実装 [#p656b6cc] ***usbfadm [#y8bbf7e2] #ref(FuguIta.png,wrap,around,right,,50%) #img(,clear) **河豚板に実装する際の開発環境 [#l6de7a38] ---- #topicpath