CentOS与EFI：全面指南
背景介绍
在现代计算机系统中，UEFI（统一可扩展固件接口）已成为替代传统BIOS的固件接口标准，UEFI不仅提供了更丰富的功能和更好的用户体验，而且在启动过程中也扮演着重要角色，本文将详细探讨CentOS在EFI环境下的使用和管理方法，包括其定义、工作原理、常见问题及其解决方法，并附上相关FAQs。
一、EFI简介
EFI（Extensible Firmware Interface）是一种用于计算机系统的固件接口规范，旨在取代传统的BIOS，它提供了一系列现代化的功能，如支持大容量硬盘、更快的启动速度和更安全的启动环境。
1 EFI的主要特性
支持大容量硬盘：EFI突破了传统BIOS对硬盘容量的限制，允许使用超过2TB的硬盘。
更快的启动速度：EFI采用了模块化设计，可以并行处理启动任务，显著提高了启动速度。
图形化界面：EFI提供了更加友好的用户界面，使得用户操作更加简便。
安全启动：EFI支持Secure Boot功能，可以在启动时验证引导加载程序的完整性，防止恶意软件的攻击。
二、CentOS与EFI兼容性
CentOS是一种流行的Linux发行版，广泛应用于服务器和桌面系统，CentOS完全支持EFI启动模式，在安装CentOS时，可以选择使用EFI模式进行安装，这将使系统利用EFI的优势进行启动和管理，CentOS 7及更高版本默认以EFI模式进行安装，并且自带了efibootmgr工具，用于管理EFI启动项。
1 CentOS中的EFI系统分区
在EFI模式下安装CentOS时，系统会要求创建一个特定的分区——/boot/efi，这个分区用于存放EFI引导所需的文件，对于x86_64平台，默认的引导文件是\EFI\BOOT\BOOTx64.EFI。
2.1.1 /boot/efi分区的作用
/boot/efi分区是存放UEFI引导文件的特殊分区，它必须格式化为FAT32文件系统，并且通常大小为几百兆字节，该分区包含操作系统的引导加载器和相关的配置文件，确保系统能够正确引导。
2.1.2 创建和使用/boot/efi分区的步骤
1、安装CentOS 7或更高版本：在安装过程中，选择EFI模式进行安装。
2、创建/boot/efi分区：按照安装向导的提示，创建一个大小为550MB左右的/boot/efi分区，并将其格式化为FAT32文件系统。
3、完成安装：继续按照安装向导完成系统的安装过程。
三、使用efibootmgr管理EFI启动项
efibootmgr是一个用于管理EFI启动项的命令行工具，通过使用efibootmgr，可以列出现有的EFI启动项、修改启动顺序、创建新的引导项或删除旧的引导项。
1 列出当前的EFI启动项
要列出当前的EFI启动项，可以使用以下命令：
efibootmgr
输出示例：
BootCurrent: 0007 Timeout: 1 seconds BootOrder: 000A,0009,0004,0007,0008,0006,0000,0001,0002,0003,0005 Boot0000* debian Boot0001* CD/DVD Rom Boot0002* Hard Disk Boot0003* Network Boot0004* CentOS Boot0005* USB Storage Boot0006* oVirt Node Next Boot0007* CentOS Linux Boot0008* proxmox Boot0009* Linux Boot000A* Linux MirrorStatus: Platform does not support address range mirror DesiredMirroredPercentageAbove4G: 0.00 DesiredMirrorMemoryBelow4GB: false
在这个输出中，我们可以看到当前活动的启动项（BootCurrent）、启动菜单的超时时间（Timeout）、启动顺序（BootOrder）以及各个引导条目的详细信息。
2 更改EFI启动顺序
我们可以使用efibootmgr来更改当前的引导顺序，要将Network设为第一个启动项，可以使用以下命令：
efibootmgr o 0003,000A,0009,0004,0007,0008,0006,0000,0001,0002,0003,0005
执行后，输出将显示新的启动顺序：
BootOrder: 0003,000A,0009,0004,0007,0008,0006,0000,0001,0002,0003,0005
3 创建一条新的EFI引导项
假设我们需要创建一个新的EFI引导项，可以使用以下命令：
efibootmgr c d /dev/sda p 1 "Custom Boot" "\EFI\custom\bootx64.efi"
这里，d /dev/sda指定磁盘设备，p 1指定分区号，"Custom Boot"是新的引导项名称，"\EFI\custom\bootx64.efi"是引导文件的路径。
4 删除多余的EFI启动项
要删除指定的EFI启动项，可以使用以下命令：
efibootmgr b 0000
这将删除编号为0000的引导项。
四、修复EFI引导问题
在使用UEFI启动CentOS时，可能会遇到一些引导问题，如引导文件丢失或损坏，以下是一些常见的问题及其解决方法。
4.1 虚拟机无法启动，提示找不到引导文件
在OpenStack环境中，虚拟机在进行resize操作后可能出现无法启动的问题，错误信息指向`\EFI
eokylin\grubaa64.efi`文件丢失，这是由于虚拟机磁盘文件损坏或引导文件丢失导致的。
解决步骤：
1、挂载虚拟机磁盘：使用libguestfstools将虚拟机磁盘文件挂载到主机系统上。
yum install y libguestfstools guestmount /dev/sdX /mnt # 将sdX替换为实际的磁盘设备号
2、检查引导文件：确认/boot/efi/EFI/centos目录下是否存在grubaa64.efi文件，如果不存在，从正常虚拟机中复制该文件到相应位置。
cp /path/to/normal/grubaa64.efi /mnt/boot/efi/EFI/centos/
3、修复引导记录：更新EFI引导记录，确保系统能够识别新的引导文件。
efibootmgr v
4.2 如何重新安装GRUB2和SHIM引导加载器
在某些情况下，可能需要重新安装GRUB2和SHIM引导加载器，以下是具体步骤：
1、安装必要的软件包：
yum install y grub2efi shim
2、重新生成GRUB配置文件：
grub2mkconfig o /boot/efi/EFI/centos/grub.cfg
3、重启系统：
reboot
五、相关FAQs
Q1: EFI模式和BIOS模式有何区别？
EFI模式提供了更先进的功能，如支持大容量硬盘、更快的启动速度和图形化界面，而BIOS模式则是传统的固件接口，功能相对简单。
Q2: 如何在UEFI模式下安装CentOS？
在UEFI模式下安装CentOS时，需要确保硬盘格式为GPT，并在安装过程中创建一个/boot/efi分区，还需要禁用BIOS中的CSM选项和安全启动选项。
Q3: 如何修改EFI启动顺序？
可以使用efibootmgr工具来修改EFI启动顺序，要将第三个条目设置为默认启动项，可以使用以下命令：
efibootmgr o 0003
Q4: 如何删除多余的EFI启动项？
可以使用efibootmgr b命令删除指定的EFI启动项，要删除Boot0000项，可以使用：
efibootmgr b 0000
Q5: 如何恢复EFI引导记录？
如果EFI引导记录损坏，可以使用正常系统的引导文件进行修复，首先挂载正常系统的EFI分区，然后复制必要的引导文件到故障系统的相应位置，最后使用efibootmgr更新引导记录。
efibootmgr v
