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Startbereit


LinuxUser - epaper ⋅ Ausgabe 1/2020 vom 19.12.2019

Das Feld der Bootmanager, die mit moderner (U)EFIHardware kooperieren und optisch ansprechen, ist übersichtlich. Wir schauen den Platzhirschen und einem Herausforderer auf die Finger.


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Bildquelle: LinuxUser, Ausgabe 1/2020

Über Bootmanager starten Sie Ihre Linux-Distributionen nicht nur bequem aus einem Auswahlfenster heraus, sondern booten parallel dazu auch andere Betriebssysteme wie Windows, BSD, die E-Com-Station oder sogar das gute alte DOS. Doch die Zeit bleibt nicht stehen: Waren früher PCs mit einem herkömmlichen BIOS sowie rotierende Festplatten mit MBR-Partitionierung das Maß aller Dinge, lösen inzwischen die GPT-Partitionierung und ...

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... das UEFI-Interface diese mehr als drei Dekaden alten Technologien ab.

GPT und UEFI bringen nicht nur für den Nutzer einige Neuerungen, sondern eignen sich teils wesentlich besser für moderne Hardware. Sie stellen aber auch das jeweilige Betriebssystem und den Bootmanager vor neue Herausforderungen. Alte Partitionierungswerkzeuge funktionieren mit dem GPT-Schema meist nicht mehr. Zudem muss der Bootmanager (siehe Kasten Bootloader oder Bootmanager?) den UEFI-Standard und GPT-Technologien explizit unterstützen.

Auch der spröde Charme textbasierter Bootmanager mit höchst rustikalem Erscheinungsbild trifft nicht mehr den Geschmack der meisten Benutzer: Vor allem auf Desktop-Systemen erwartet man eher ein grafisch aufgepepptes Outfit, auch bei der Auswahl des zu startenden Betriebssystems. Zudem soll trotz verbesserter technischer Möglichkeiten die Konfiguration des Bootmanagers möglichst einfach gelingen. Dieser Artikel fühlt den wenigen modernen Starthilfen auf den Zahn.

Durcheinander

Unverständlicherweise versäumte es die Industrie, einheitliche Regeln für die Implementierung des UEFI-Standards zu definieren. Daher verankert nahezu jeder Computerhersteller eigene Dialoge in der Firmware seiner Geräte, die sich mit UEFI beschäftigen. Zugleich besitzen oder emulieren die meisten Geräte auch heutzutage noch ein konventionelles BIOS.

Das erlaubt es vielerorts immer noch, die Computer in einem Hybridmodus zu betreiben, in dem Sie beim Auswählen der Boot-Geräte meist zwei Optionen für dasselbe Startlaufwerk vorfinden: Sie fahren das System wahlweise im BIOSoder alternativ im UEFI-Modus hoch. Häufig heißt der BIOS-Modus dabei „ Legacy“. Abhängig vom aktiven Modus lädt das Betriebssystem nun unterschiedliche Kernel-Module. Um festzustellen, in welchem Modus sich der Computer befindet, blättern Sie in der Dokumentation des Geräts nach oder durchforsten die Menüs der Firmware-Schnittstelle nach aktivierten Optionen.

README

Wenn es um das Booten von Systemen geht, gilt Grub bei den meisten Distributionen als das Mittel der Wahl. Doch es gibt auch andere Kandidaten, die diesen Job übernehmen. Ob sie sich gegen den Platzhirschen durchsetzen können, steht aber auf einem anderen Blatt.

Beachten Sie, dass der Bootmanager im jeweiligen Modus auf dem Massenspeicher präsent sein muss. Versuchen Sie etwa, auf einem UEFI-System ein Betriebssystem von einem USB-Speicherstick zu starten, das den alten Bootmanager Grub verwendet, misslingt das. Der Grund dafür: Grub unterstützt die EFI System Partition nicht, was der Betrieb eines UEFI-Systems jedoch voraussetzt.

Unter Linux müssen Sie zudem das jeweilige Betriebssystem im UEFI-Modus installieren. Die gängigen Installationsroutinen erkennen den Modus und bieten während der Installation entsprechende Optionen an. Läuft bereits ein System auf dem PC, lässt sich äußerlich nicht erkennen, in welchem Modus es arbeitet. Um das herauszufinden, überprüfen Sie mithilfe eines Werkzeugs wie Gparted die Partitionierung des Massenspeichers. Wartet hier eine FAT32-Partition von 512 MByte oder größer, die neben dem Boot-auch das ESP-Flag (EFI System Partition) zeigt, arbeitet das System im UEFI-Modus 1.

Anders als bei herkömmlichen Partitionierungsschemata richten UEFI-Systeme die EFI-Partition zwingend ein, wenn das System nicht im Legacy-Modus arbeitet. Mit dem Befehl gdisk / dev/Gerät sehen Sie das Partitionierungsschema auch am Prompt ein. Zusätzlich ist anstelle der MBR-die GPTLaufwerkstabelle aktiv, wie Sie ebenfalls in Gparted über das Menü Ansicht | Geräteinformationen herausfinden. Im Betriebssystem existiert bei eingeschaltetem UEFI-Modus zudem das Verzeichnis /sys/firmware/efi/.

Modifikationen

Da der UEFI-Standard die Konfiguration in einem beschreibbaren NVRAM-Baustein sichert, lassen sich die Einstellungen auch ohne den Umweg über das grafische Systeminterface des Computers ändern. Dazu brauchen Sie den EFIBootmanager , der in den Repositories aller gängigen Linux-Derivate im Paket efibootmgr bereitsteht. Er gestattet es, im Terminal die Boot-Reihenfolge zu modifizieren und diese im NVRAM des Rechners zu speichern.

1 Gparted zeigt an, in welchem Modus ein Computer arbeitet.


Außen vor

Unter Linux gibt es zahlreiche weitere Bootmanager, die auch mit UEFI-Systemen oder dessen Vorgänger EFI harmonieren. Sie decken jedoch meist spezielle Anwendungen statt herkömmlicher Desktop-Systeme ab: So zielen Barebox und U-Boot auf Embedded-Systeme ab. Der ebenfalls grafische Bootmanager Clover konzentriert sich auf Mac-OS-X-Systeme. Verschiedene andere Bootmanager wie Gag oder der Smart Boot Manager bekommen seit Jahren keine Updates mehr und arbeiten aus diesem Grund teilweise nicht mit (U)EFI zusammen. Auch das letzte Update von Elilo stammt aus dem Jahr 2013.

Bootloader oder Bootmanager?

Häufig ist anstelle des Begriffs Bootmanager auch der Terminus Bootloader zu lesen. Es hat sich in den letzten Jahren eingebürgert, beide Begriffe synonym zu verwenden. Der bei älteren Computersystemen oft genutzte Begriff Bootloader (auch Bootstrap Loader) meint dabei den bei PCs im Boot-Sektor der Festplatte liegenden Betriebssystem-Loader. Der Bootmanager im heutigen Kontext bezeichnet hingegen primär das Dienstprogramm mit integriertem Bootloader und einer Menüoberfläche.

Um Inkonsistenzen zu vermeiden, empfiehlt sich vor Einsatz des Bootmanagers eine genaue Lektüre der Manpage . Der Befehl sudo efibootmgr zeigt die Startreihenfolge der einzelnen Laufwerke 2 und modifiziert sie. Dazu verwendet er verschiedene Parameter, die es unter anderem ermöglichen, Laufwerke aus der Tabelle zu entfernen. Er löscht und definiert die Boot-Reihenfolge neu und definiert bei Bedarf inaktive Laufwerkseinträge als Startlaufwerk.

Um die Boot-Reihenfolge zu ändern, müssen Sie zwingend die Secure-Boot-Option des Rechners ausschalten, denn der Bootmanager muss dabei das NVRAM beschreiben. Anders als der Grub-Bootmanager ist der EFI-Bootmanager zudem nicht in der Lage, aus einer Menüstruktur heraus das System hochzufahren. Er kann auch keine Parameter an den Kernel des Betriebssystems übergeben. Dazu verzweigt er an den eigentlichen Bootmanager, der die einzelnen Einträge der Betriebssysteme in seinem Boot-Menü auflistet und mit den individuellen Parametern aufruft.

Einheitsware

Üblicherweise installieren alle gängigen Distributionen den Bootmanager Grub 2. Der platzt zwar fast vor Funktionen, lässt sich manuell aber nur umständlich konfigurieren. Einige Distributionen, wie beispielsweise Mageia oder Rosa Linux, bringen im Rahmen ihrer Desktop-Systemkonfiguration auch vorinstalliert Werkzeuge mit, um Grub 2 rudimentär grafisch zu optimieren. Für alle anderen Distributionen empfiehlt sich der Einsatz von Grub Customizer .

Möchten Sie den optisch eher altbacken wirkenden Grub-2-Bootmanager durch ein anderes Produkt ersetzen, gilt es zunächst, zu klären, ob der neue Bootmanager die aktuell verwendete Hardware sowie die systemspezifischen Einstellungen unterstützt – beispielsweise exotische Dateisysteme unter anderen Betriebssystemen.

2 Der EFI-Bootmanager gestattet eine Änderung der Boot-Parameter auf UEFISystemen.


3 Mithilfe des Grub Customizers richten Sie Grub 2 bequem über ein grafisches Interface ein.


Möchten Sie zudem zusätzliche Massenspeicher mit altem MBR-Partitionierungsschema einsetzen, müssen Sie sicherstellen, dass der alternative Bootmanager dafür eine direkte Unterstützung liefert oder zumindest in einer Kette einen entsprechenden Legacy-Bootmanager ansteuern kann. Auch LVModer RAID-Konfigurationen erkennen moderne Bootmanager in vielen Fällen nicht. Daher gilt es in erster Linie, zu klären, welches technische Anforderungsprofil der Bootmanager erfüllen muss, um spätere Probleme zu vermeiden.

Grub Customizer

Der Bootmanager Grub 2 hat sich im Linux-Universum und bei unixoiden Betriebssystemen fest etabliert. Dank einer großen Entwicklergemeinde bringt er einen üppigen Funktionsumfang mit. Doch der Wechsel vom Legacy-Grub-Bootmanager zur neuen Version 2 vor einigen Jahren zog auch einen Wandel in der Konfiguration der Software nach sich. Ließen sich im alten Grub viele Einstellungen noch über Textdateien ändern, gilt es bei Grub 2, zunächst die Grundstruktur des Bootmanagers zu verstehen und sich in die Befehlssyntax einzuarbeiten.

Um das Einrichten zu erleichtern, gibt es jedoch inzwischen ein spezielles grafisches Frontend: Mit dem Grub Customizer 3 konfigurieren auch Einsteiger den Bootmanager besser. Die Software befindet sich in den Archiven nahezu aller gängigen Distributionen, unterstützt Ubuntu und Debian allerdings nur in den aktuellsten Versionen. Um die neueste Version des Grub Customizers auf älteren Releases oder Derivaten wie Linux Mint zu installieren, müssen Sie die entsprechenden Repositories manuell in die Paketverwaltung einpflegen. Die Installation platziert in der Menühierarchie des Desktops einen entsprechenden Starter. Das Hauptfenster des Grub Customizers unterteilt sich in drei Reiter mit Einstelloptionen in jeweils gesonderten Fenstersegmenten.

Im ersten Reiter Bootmenü-Konfiguration verändern Sie bequem die Menüpunkte; die aktiven Einträge erscheinen untereinander. Sie schieben sie nach oben oder unten, modifizieren sie und legen bei Bedarf auch Submenüs an. Ein Rechtsklick auf einen Eintrag öffnet dessen Kontextmenü. Wählen Sie daraus Bearbeiten, erscheint in einem überlappenden Fenster ein Dialog, in dem Sie bei Bedarf Parameter 4 eintragen. Auf diesem Weg geben Sie dem Bootmanager verschiedene Kernel-Parameter mit auf den Weg. Indem Sie hier bequem die Parametertabelle ergänzen, lassen sich auch spezielle Einstellungen für Mobilsysteme berücksichtigen.

Im zweiten Reiter Allgemeine Einstellungen finden sich nur wenige Optionen mit Relevanz für die allgemeine Funktion des Bootmanagers. Hier legen Sie den voreingestellten Starteintrag fest, der greift, wenn der Rechner ohne Interaktion des Benutzers hochfährt. Hinzu kommt ein modifizierbarer Timeout bis zum Hochfahren des voreingestellten Betriebssystems. Nicht zuletzt übergeben Sie in einer Eingabezeile Kernel-Parameter an den Bootmanager.

Der letzte Reiter Darstellung hilft dabei, Grub 2 ein halbwegs modernes Aussehen zu verleihen. Die Menüeinträge lassen sich in verschiedenen Farben einrichten 5, und Sie können ein Hintergrundbild einfügen. Außerdem stellen Sie an dieser Stelle die native Auflösung der grafischen Anzeige ein, was den Startbildschirm von dem normalerweise im VGA-Modus gezeigten unscharfen Erscheinungsbild befreit.

4 Der Einstellungsdialog gestattet es, die Bootsequenz im Detail zu beeinflussen.


5 Auf Wunsch lässt sich der Startbildschirm auf einen System mit Grub 2 auch bunt anmalen und mit einem Hintergrundbild versehen.


6 Refind wirkt optisch wesentlich gefälliger als Grub.


Die Konfiguration sichern Sie durch einen Klick auf Speichern oben links in der Schalterleiste. Die Software generiert dann eine neue Datei grub.cfg mit den modifizierten Einträgen. Die Änderungen treten nach einem Neustart in Kraft.

Refind

Der Bootmanager Refind stellt eine interessante Alternative zu Grub 2 dar. Die Software steht unter der GPLv3-und einer BSD-Lizenz, Sie beziehen sie über die Repositories vieler Distributionen. Zusätzlich stehen der Quellcode und Pakete für weitere Distributionen auf der Webseite bereit.

In älteren Ubuntu-Versionen installieren Sie Refind mithilfe eines eigenen Repositorys. Die Software kommt sowohl mit EFI-Systemen zurecht als auch mit dessen Nachfolger UEFI. Dank Shim startet Refind auch bei aktivem Secure Boot den Bootmanager, wobei für einige Systemen ein erhöhter Konfigurationsaufwand anfällt.

Der Bootmanager verfügt über EFITreiber für zahlreiche Dateisysteme und bootet so auch Betriebssysteme jenseits des Linux-Universums. Neben einem textbasierten Interface stellt Refind auch eine grafische Bedienoberfläche bereit, die es voreingestellt aktiviert. Auf Computern, die Massenspeicher in LVM-oder RAID-Konfigurationen nutzen, funktioniert Refind jedoch nicht. In gemischten Systemen ist Refind in der Lage, BIOS-basierte Bootmanager zu starten, um ältere Konfigurationen zu berücksichtigen.

Linux richtet Refind nach der Installation automatisch als Standard-Bootmanager des Systems ein. Nach einem Neustart des Rechners begrüßt Refind Sie mit einem grafischen Bildschirm, in dessen Zentrum sich zwei Icon-Leisten befinden 6: Die obere dient dem Start der gefundenen Betriebssysteme und aktiviert auch den Fallback-Bootmanager, falls es mit Refind Probleme beim Start des Computers gibt.

Die darunter angeordnete Icon-Leiste mit kleineren Symbolen bietet Ihnen zusätzliche Funktionen: Sie starten hier das System neu, fahren es herunter und stoßen bei Bedarf ein Firmware-Update auf der ESP-Partition oder einen Neustart in das Computer-Setup-Utility an. Bei aktivem Secure Boot ist es zudem möglich, die MOK-Schlüssel mithilfe von Shim anhand gesicherter Schlüsseldateien zu ergänzen 7.

Dateien zum Artikel herunterladen unter

www.linux-user.de/dl/43626

Um den Bootmanager anzupassen, bearbeiten Sie die Datei refind.conf aus dem Verzeichnis /boot/efi/. Abhängig von der Distribution befinden sich darin noch weitere Unterverzeichnisse. Die Datei liegt im einfachen Textformat vor, die Sie mit einem Texteditor bearbeiten. Sie liefert aussagekräftige Hinweise dazu, was die einzelnen Parameter bedeuten – so finden sich auch ungeübte Anwender schnell zurecht.

Mithilfe der Datei fügen Sie weitere Icons in das Boot-Fenster ein, um etwa aus dem Startmenü heraus auch Programme wie Gdisk oder Memtest zu starten. Auch eine EFI-Shell für Notfälle oder ein Bildschirmschoner zum Abdecken der Bildschirminhalte erscheint, wenn Sie die Parameter in der Icon-Leiste des grafischen Boot-Menüs richtig wählen. Das System übernimmt die Änderungen nach einem Neustart.

Fazit

Die Auswahl an Bootmanagern, die auch bei aktivem Secure Boot mit UEFI-Systemen zurechtkommen, bleibt unter Linux derzeit sehr überschaubar. Legen Sie Wert auf eine komfortable Konfiguration und eine grafische Oberfläche, bleiben lediglich die zwei Kandidaten Grub und Refind übrig. Dabei lässt sich der altbekannte Grub 2 in Sachen Flexibilität bei der Betriebssystemunterstützung und Parametrisierung kaum übertreffen. Er funktioniert selbst auf PC-Systemen mit LVM-Partitionsschema und in einer RAIDUmgebung.

Der zweite Kandidat, Refind, glänzt dafür mit einer moderneren Oberfläche und der Option, verschiedene einzelne Werkzeuge in sein Menü zu integrieren. Zudem braucht Refind, anders als Grub 2, kein externes Zusatzprogramm, um die Konfiguration zu vereinfachen: Sie richten die Software über eine Textdatei ein. Für Desktop-Computer mit mehreren Betriebssysteme eignen sich beide Probanden gleichermaßen als komfortable Starthilfen. (tle)

Weitere Infos und interessante Links

www.linux-user.de/qr/43626

7 Shim kümmert sich bei Refind um die Schlüsselverwaltung.