如何创建一个FreeBSD ISO与VirtualBox将在UEFI下引导？

Question

我正在尝试编写一个脚本，它将解压缩和重新包装一个FreeBSD ISO，这样我就可以使用它进行安装了。目标是无人值守的安装。

我已经编写了下面的脚本，但它不起作用。虽然原始的ISO将在UEFI模式下在VirtualBox中引导，但是新创建的ISO不会。

#!/bin/sh

inst_cfg="$1"
src_iso="$2"
dst_iso="$3"

iso_mnt=$(mktemp -d /tmp/freebsd-mnt-XXXXXX)
iso_wrk=$(mktemp -d /tmp/freebsd-wrk-XXXXXX)

vol_id=$(isoinfo -d -i "${src_iso}" | sed -n -e 's/^Volume id: \(.*\)$/\1/p')

md_name=$(mdconfig -a -t vnode -f "${src_iso}")
mount -t cd9660 "/dev/${md_name}" "${iso_mnt}"

cp -a -v "${iso_mnt}/" "${iso_wrk}"
cp "${inst_cfg}" "${iso_wrk}/etc/installerconfig"
mkisofs -J -R -no-emul-boot -V "${vol_id}" -b boot/cdboot -o "${dst_iso}" "${iso_wrk}"

umount "${iso_mnt}" # cd9660
mdconfig -d -u "${md_name}"

rm -rf "${iso_mnt}"
rm -rf "${iso_wrk}"

创建的文件系统看起来不错。我已经区分了原始ISO和自定义ISO的文件，唯一的区别是添加了installerconfig文件和boot.catalog (我理解mkisofs添加了这些文件，但为什么？这会是问题吗？)

我尝试过各种mkisofs选项的组合，包括-R -U、-L -D -R、-J -R，但是没有什么不同。

此外，有趣的是，FreeBSD手册有以下评论：

因此，如果/tmp/myboot持有一个引导映像位于/tmp/myboot/ boot /cdboot中的可引导FreeBSD系统，则此命令将生成/tmp/ mkisofs -R -no-emul-boot -b boot/cdboot -o /tmp/bootable.iso /tmp/myboot。

这不会产生在UEFI模式下在VirtualBox下引导的ISO。

有人知道怎么回事吗？

Answer 1

问题不在于文件系统内容，而在于引导记录和分区：

$ xorriso -indev FreeBSD-12.0-RELEASE-amd64-bootonly.iso -report_el_torito plain -report_system_area plain
...
libisofs: WARNING : Found hidden El-Torito image. Its size could not be figured out, so image modify or boot image patching may lead to bad results.
libisofs: NOTE : Found hidden El-Torito image for EFI.
libisofs: NOTE : EFI image start and size: 20 * 2048 , 1600 * 512
...
Boot record  : El Torito , MBR protective-msdos-label cyl-align-off GPT
...
El Torito catalog  : 19  1
El Torito images   :   N  Pltf  B   Emul  Ld_seg  Hdpt  Ldsiz         LBA
El Torito boot img :   1  BIOS  y   none  0x0000  0x00      4         420
El Torito boot img :   2  UEFI  y   none  0x0000  0x00   1600          20
El Torito img blks :   1  1204
El Torito img blks :   2  400
System area options: 0x00000201
System area summary: MBR protective-msdos-label cyl-align-off GPT
ISO image size/512 : 675508
Partition offset   : 0
MBR heads per cyl  : 0
MBR secs per head  : 0
MBR partition table:   N Status  Type        Start       Blocks
MBR partition      :   1   0x00  0xee            1       676107
GPT                :   N  Info
GPT backup problems:      Not a GPT 1.0 header of 92 bytes for 128 bytes per entry
GPT disk GUID      :      7ce0bf52def9e8118c360cc47ad8b808
GPT entry array    :      2  2  separated
GPT lba range      :      3  676105  676107
GPT partition name :   1  
GPT partition GUID :   1  6de0bf52def9e8118c360cc47ad8b808
GPT type GUID      :   1  28732ac11ff8d211ba4b00a0c93ec93b
GPT partition flags:   1  0x0000000000000000
GPT start and size :   1  80  1600
GPT partition name :   2  
GPT partition GUID :   2  73e0bf52def9e8118c360cc47ad8b808
GPT type GUID      :   2  9d6bbd83417fdc11be0b001560b84f0f
GPT partition flags:   2  0x0000000000000000
GPT start and size :   2  3  29

BIOS引导映像和EFI系统分区都不是ISO中的文件，而是未命名的块区域。

如果你不按照固定的增长方式或通过

cp FreeBSD-12.0-RELEASE-amd64-bootonly.iso new.iso
xorriso -boot_image any keep \
        -dev new.iso \
        -map /path/to/your_installerconfig /etc/installerconfig
        [other -map commands for files or directory trees ...]

然后你需要提取这些区域

dd if=FreeBSD-12.0-RELEASE-amd64-bootonly.iso bs=512 skip=80 count=1600 \
   of=efi_part.img
dd if=FreeBSD-12.0-RELEASE-amd64-bootonly.iso bs=512 skip=1680 count=4816 \
   of=bios_boot.img

(El Torito给LBAs的分块为2048年，大小为512块。4* 420 = 1680。2048字节的1204块BIOS映像大小是由420以上的最低文件系统对象LBA估计的。它可能更小，但任何过大的东西都不会造成伤害。)

然后是从USB棒启动BIOS的MBR代码：

dd if=FreeBSD-12.0-RELEASE-amd64-bootonly.iso bs=1 count=446 \
   of=mbr_code.img

如果您不计划通过BIOS启动，则不需要bios_boot.img和mbr_code.img。

从解压缩和主机树$HOME/ files _for_iso和提取的图像文件构建新的ISO

xorriso -as mkisofs \
        -o new.iso \
        -d -l -r \
        -V "12_0_RELEASE_AMD64_BO" \
        -G mbr_code.img \
        -b /bios_boot.img \
           -no-emul-boot -boot-load-size 4 \
        -eltorito-alt-boot \
        -append_partition 2 0xef efi_part.img \
        -e '--interval:appended_partition_2:all::' \
           -no-emul-boot \
        bios_boot.img $HOME/files_for_iso

这将不会产生GPT，而是生成一个MBR分区表，其中ISO文件系统具有0x83类型的分区，EFI系统分区的类型为0xef。

(是否需要测试从USB棒启动的BIOS。许多MBR需要修补信息才能找到引导程序的下一阶段。)

Answer 2

通过在标准映像的基础上创建另一个cd9660会话来添加额外的文件(S)，而不是解压和打包iso，要容易得多：

cp FreeBSD-12.0-RELEASE-amd64-bootonly.iso new.iso
volid=$(isoinfo -d -i new.iso | awk '/Volume id/{print$3}')
growisofs -M new.iso -d -l -r -V "$volid" -graft-points \
   /etc/installerconfig=/path/to/your_installerconfig \
   [other files ...]

这应该“继承”上一次会话的启动，具有相同路径的新文件将覆盖磁盘上已经存在的文件(但只有在使用标准的mkisofs/genisoimage时，它们才会更新)。

注意，除非将新会话的卷Id设置为与旧会话相同(如上面所示)，否则FreeBSD安装程序不会自动挂载cd，而是会提示使用mountroot>的fs规范。

我使用来自OVMF的这里的UEFI固件在qemu上测试了上面的内容，使用以下命令行：

qemu-system-x86_64 -enable-kvm -m 2G -serial none \
    -bios ovmf-x64/OVMF-pure-efi.fd -cdrom new.iso

如果您真的需要从头创建UEFI可引导cd，那么您可以在FreeBSD的维基 (在UEFI下的CD/DVD引导下)和这里中找到更多信息。

FreeBSD's断裂生长

由于一个错误，growisofs在与常规文件而不是设备一起使用时会在FreeBSD上崩溃；为了避免这种情况，您应该将此差异应用于growisofs.c (与patch -l一起应用)：

--- growisofs.c~        2018-12-14 07:32:38.814189935 +0200
+++ growisofs.c 2018-12-14 07:32:43.602431986 +0200
@@ -3471,7 +3471,8 @@
     CLOSEONEXEC(in_fd);
     CLOSEONEXEC(out_fd);
 #if !(defined(__APPLE__) && defined(__MACH__))
-    CLOSEONEXEC(ioctl_fd);
+    if(ioctl_handle != INVALID_HANDLE)
+       CLOSEONEXEC(ioctl_fd);
 #endif
 #undef CLOSEONEXEC

Answer 3

关于创建可引导is的许多文档的问题在于，它们在默认情况下倾向于假定非UEFI引导。

下面是一个很好的参考，它提供了有关从CD/DVD媒体引导UEFI的信息：https://dev.lovelyhq.com/libburnia/libisofs/raw/master/doc/boot_sectors.txt

因此，如果您想在UEFI中使用单独的El Torito引导映像(就像以前使用BIOS)，则需要确保UEFI的引导映像嵌入了正确的平台ID字节。对于x86 BIOS，平台ID为0。PowerPC使用1；值2是为Mac指定的；UEFI指定的值为0xef，或在十进制中为239。

因此，在我看来，您必须有某种方法来指定平台ID值:直接指定，或者使用某些选项来指定引导映像应该是UEFI引导映像。我认为这个Fedora文档由mosvy链接是通过使用选项-e来指定efiboot.img的位置来做到这一点的，而不是像传统的BIOS引导映像那样使用-b。

因此，验证您的boot/cdboot是一个有效的UEFI引导映像，并尝试在mkisofs命令行中使用-e boot/cdboot而不是-b boot/cdboot。

下面描述UEFI引导映像的内容可能是什么样子：

我碰巧手头有一个RHEL8.0 beta 1 ISO映像，我刚刚确认它实际上是可以在UEFI模式下使用VirtualBox引导的。它使用的UEFI引导映像可以在映像的主iso9660文件系统中作为images/efiboot.img使用，而且它显然只包含一个胖文件系统映像，没有任何类型的分区表。

在efiboot.img的文件系统中，只有一个带有适当UEFI引导加载程序的目录\EFI\BOOT：在本例中，BOOTX64.EFI和BOOTIA32.EFI都是安全引导，与相应版本的GRUB分别为grubx64.efi和grubia32.efi，以及这些文件所需的任何辅助文件: GRUB配置文件、GRUB字体文件和安全Boot的MOKManager。