一个统一的parallel bootloader efi设想:免PE,同时引导多个系统

本文关键字:Multi loader vs parallel booter

一直以来,我们都是使用各种bootloader来处理与不同OS的安装和启动任务的,如简单的单OS单loader(比如ntldr这种),多OS的multi loader(比如grub这种),这些loader往往与OS和磁盘模式(mbr?gpt?fat32?ext4?)相对。

刚开始的bootloader作为BIOS到OS的bootstraper,而且仅负责磁盘部分。它们工作在实模式,在《在阿里云上安装黑苹果(2):虚拟机方案研究和可行性参考》中我们谈到,由于BIOS是16位的,与当前32/64的硬件管理程序不搭,所以出现了新的固件规范EFI。后来在新的EFI规范中,EFI自带磁盘BOOT,还负责其它功能比如还带驱动作为OS为硬件认证。管理CMOS,etc…..

PS:其实EFI指的是固件本身,这些东西是硬件的,它们不可更改,而clover这些东西不是EFI,是EFI的软件部分。EFI整个删掉并不会影响主板是不是EFI属性,不会删掉内置在各硬件中的firmware。这些软件部分的EFI可以驱动硬件(它们另有意义,如做硬件检测),但并不是OS驱动层的驱动意义(实际驱动硬件),实际上EFI中的驱动运行在DEX中不运行在CPU中,而且EFI中的驱动跟OS中的驱动没有承接关系,EFI规范只是被设计用来启动和引导期的特殊任务,并不影响OS的地位。。

无论如何,作为复杂的预处理系统。此时的loader是一个关于EFI的全部生态。完成更多的任务。实际上复杂的EFI也带工具(efi shell,gui,etc..)。甚至可以浏览网页……俨然是一个小PE了。

而我们谈到的PE其实更偏向指群晖webassist,winpe,苹果 recovery这些。其实它们跟正常OS一样,也包括完整由内核组成的系统,也是由上述各种loader启动的。

parallel boot设想:同时引导多个系统

那么既然有更复杂的EFI,而且存在可能将其发展得越来越多高级,那么可以在loader中直接发展Preinstall PE,或当recovery(post install环境)吗,不搭配内核和工具不组建一个OS,不走普通PE的路子,单loader本身可以复杂到如此吗?—— 甚至,能在其中集成虚拟机管理系统吗,这样我们就可以parallel boot同时启动多个OS了。那么,还有没有虚拟机和实体通用的这种loader呢。

这些设想从何而来呢,我们知道,一台OS是独占整个机器的。在机器完成引导化之后。这个OS就独占了机器的全部资源,安装在硬盘上的多系统引导实际上只是multi bootloader,而并非parallel bootloader,如果EFI可以从一套机器硬件组合中按配额来划分它们组成2个/或多个子机器表示。那么,这样的parallel bootloader将不难于实现。因为我们可以在每一个子机器表示下安装不同的OS,实现多个系统的同时启动。

而这些做带来的意义是很巨大的,我们知道,虚拟化从来都集成在系统引导之后,exsi等裸金属虚拟化方案,是在HOST系统里搭虚拟机管理软件hypervisor。它是涉及到OS的。一些工具级的虚拟化软件如virtualbox其实也本质上是这么回事。在实机上,我们从来都是单个时刻只运行一个OS。再在这个OS里各种分裂化。不能以硬件本身作虚拟化,去掉HOST。

最基本的意义。上述方案的成功,可以使得在一个PC上安装多个OS,按常规/而非虚拟化的方式,就能同时使它们运行变得可能。—— 而且不需要涉及到集成一个与OS同质化的PE或RECOVERY。使之变成通用计算机的标配EFI。

市面上有几种特殊的接近这种多样化用途的loader

在xhyve中有user space的grub2,在vmlite中有能在实机引导vhd的loader,在《在阿里云上安装黑苹果(2):虚拟机方案研究和可行性参考》中我们谈到模拟层的OVMF。CLOVER本身也是模拟层的。

这些都可以成为parallel booter inside efi的实现参考。


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