16.3 引导管理器与 UEFI 固件

统一可扩展固件接口（Unified Extensible Firmware Interface，UEFI）是现代计算机的固件接口标准，旨在取代传统的基本输入输出系统（BIOS）。

UEFI 规范定义了操作系统与平台固件之间的接口，提供了启动服务（Boot Services）和运行时服务（Runtime Services），以及用于存储启动变量的非易失性存储空间。

FreeBSD 同时支持传统的 MBR 标准和 GUID 分区表（GUID Partition Table，GPT）引导方式。GPT 分区通常出现在使用 UEFI 固件的计算机上，但 FreeBSD 也可以通过 gptboot(8) 在仅有传统 BIOS 的机器上从 GPT 分区引导。

UEFI 引导过程与传统 BIOS 引导过程在架构上有所不同。

在传统 BIOS 系统中，固件读取主引导记录（MBR）中的引导代码并执行。

在 UEFI 系统中，固件直接从 EFI 系统分区（ESP）上的 FAT32 文件系统中加载 EFI 应用程序。ESP 是一个专用分区，其分区类型 GUID 为 C12A7328-F81F-11D2-BA4B-00A0C93EC93B，通常挂载于 /boot/efi。UEFI 引导加载程序是 loader.efi。其加载方式有两种：通过 efibootmgr(8) 配置或作为默认引导程序放置时，由固件直接加载；当 loader.efi 位于 UFS 或 ZFS 文件系统内时，则由固件先加载 boot1.efi，再由 boot1.efi 加载 loader.efi。使用 bsdinstall(8) 安装的系统，loader.efi 由固件直接加载。

UEFI 系统检测方法

efibootmgr 是 FreeBSD 基本系统中用于查看和管理 EFI 启动项的工具，与 UEFI 固件交互以操作启动项配置。

在非 UEFI 环境下运行 efibootmgr 将报错 efi variables not supported on this system。

# efibootmgr
efibootmgr: efi variables not supported on this system. root? kldload efirt?

如果当前系统是 UEFI，efibootmgr 会输出类似以下内容：

# efibootmgr
Boot to FW : false
BootCurrent: 0004
BootOrder  : 0004, 0000, 0001, 0002, 0003
+Boot0004* FreeBSD
Boot0000* EFI VMware Virtual SCSI Hard Drive (0.0)
Boot0001* EFI VMware Virtual IDE CDROM Drive (IDE 1:0)
Boot0002* EFI Network
Boot0003* EFI Internal Shell (Unsupported option)

UEFI 与 efibootmgr

查看当前启动项：

# efibootmgr
Boot to FW : false
BootCurrent: 0001
Timeout    : 1 seconds
BootOrder  : 0002, 0003, 0000, 0001
 Boot0002* Windows Boot Manager
 Boot0003* UEFI OS
 Boot0000* refind
+Boot0001* freebsd # + 为默认启动项

技巧
使用 efibootmgr -v 可查看详细信息。

设置 rEFInd 优先启动（这并非将其设为默认启动项，仅改变 BIOS/UEFI 中的启动顺序）：

设置 EFI 启动顺序为 0000, 0001, 0002, 0003：

# efibootmgr -o 0000,0001,0002,0003
Boot to FW : false
BootCurrent: 0001
Timeout    : 1 seconds
BootOrder  : 0000, 0001, 0002, 0003
 Boot0000* refind
+Boot0001* freebsd
 Boot0002* Windows Boot Manager
 Boot0003* UEFI OS

警告
不应使用 efibootmgr -o 0000 直接指定启动顺序，这样会将 BootOrder 设置为仅包含 0000，导致其他启动项被排除在启动顺序之外（启动项本身仍然存在，但不会被固件尝试引导）。

UEFI 操作实例

多硬盘系统中，有时需要将分散的 EFI 分区合并为单一分区管理，以简化启动配置。以下示例演示如何将两块硬盘上的 EFI 配置文件统一到一块硬盘的 EFI 分区中。

EFI 分区的目录结构如下：

/mnt/efi/                  # EFI 分区挂载点
└── EFI/
    ├── freebsd/            # FreeBSD 引导文件目录
    │   └── loader.efi      # FreeBSD UEFI 引导程序
    ├── Boot/                # 默认引导目录
    │   └── bootx64.efi     # UEFI 平台默认回退引导程序
    └── Microsoft/           # Windows 引导目录（双系统场景）

此示例删除 nda0 上由 FreeBSD 安装生成的 EFI 分区，并将 FreeBSD 的引导文件迁移到 ada0 硬盘的 EFI 分区中。

首先关闭 Windows 的快速启动，命令为 powercfg /h off（若能进入 BIOS 设置界面，则无需关闭）。

随后关机并重启进入 FreeBSD 系统，创建挂载点：

# mkdir /mnt/efi

检测 ada0p1（硬盘的第一个分区）是否为待挂载的 EFI 分区，输入命令：

# fstyp /dev/ada0p1 # 检测 /dev/ada0p1 分区的文件系统类型，但不修改

上述命令输出为 ntfs，说明该分区不是 EFI 分区；

再检查第二块分区：

# fstyp /dev/ada0p2 # 检测 /dev/ada0p2 分区的文件系统类型

输出 msdosfs，表明这是 Windows 磁盘上的 EFI 分区。

接下来挂载 ada0 磁盘上的 EFI 分区到 FreeBSD 的 /mnt/efi：

# mount -t msdosfs /dev/ada0p2 /mnt/efi

为 FreeBSD 引导项在 EFI 路径下创建目录：

# mkdir /mnt/efi/EFI/freebsd

将 FreeBSD 启动文件复制到该路径：

# cp /boot/loader.efi /mnt/efi/EFI/freebsd/loader.efi

创建 EFI 启动项“FreeBSD 15.0”，指向 FreeBSD 的引导程序：

# efibootmgr -a -c -l /mnt/efi/EFI/freebsd/loader.efi -L "FreeBSD 15.0"

重启进入 Windows，使用 EasyUEFI 激活 FreeBSD 15.0 启动项。

确认 FreeBSD 可正常启动后，才能使用 DiskGenius 或其他分区工具删除 nda0 磁盘的 EFI 分区及其文件。

Grub

测试表明，UEFI + ZFS 环境中，GRUB 直接引导 FreeBSD 内核存在兼容性问题，通常推荐使用 chainload 机制（如配置 chainloader +1）间接引导。传统 BIOS 启动 + UFS 根文件系统环境中，GRUB 可通过 kfreebsd 命令直接引导 FreeBSD 内核。

menuentry "FreeBSD 14.2-RELEASE" { # 指定 GRUB 条目名称
set root='(hd0,gpt1)'  # 根据实际情况确认，此处为 EFI 系统分区
chainloader /EFI/freebsd/loader.efi # 指定 FreeBSD 的 EFI 引导文件
}

故障排除

目前配置的报错（grub2-efi FreeBSD 15.0）：

# grub-install --target=x86_64-efi --efi-directory=/boot/efi/efi/ --bootloader-id=grub --boot-directory=/boot/ --modules="part_gpt part_msdos bsd zfs"
grub-install: error: relocation 0x4 is not implemented yet.
# grub-install --target=x86_64-efi --efi-directory=/boot/efi/efi/ --bootloader-id=grub --boot-directory=/boot/ --modules="part_gpt part_msdos bsd zfs"
Installing for x86_64-efi platform.
grub-install: error: unknown filesystem.

添加参数 -vvv 可查看详细错误信息，输出内容较长，可在 https://gist.github.com/ykla/9b6de6c8d4eee524840acb9981bf850a 查看。

rEFInd 引导管理器（多系统引导管理）

多系统环境下，频繁进入 BIOS 固件界面切换操作系统较为不便。可借助 rEFInd 实现类似于 Clover 的可视化启动菜单效果，开机时直观地选择要进入的操作系统。

rEFInd 派生自 rEFIt，其名称可理解为“re-find”（意为“重新发现”）与“EFI”（Extensible Firmware Interface，可扩展固件接口）的组合，主要用于管理 UEFI 启动，提供图形化界面与灵活的配置选项。

首先需要下载 rEFInd 软件。打开下载页面 Getting rEFInd from Sourceforge，点击 A binary zip file 链接开始下载。本节撰写时使用的版本为 refind-bin-0.14.2.zip。

下载的压缩包中，仅部分文件是必需的启动文件。仅需保留其中的 refind 文件夹，其余文件无需使用。

refind 文件夹中也仅包含部分必需的启动文件。所有文件名中包含 aa64 或 ia32 的文件均可删除（通常仅保留 x64 版本）。

最终需要保留的文件如下图所示。

将 refind.conf-sample 文件复制一份，并重命名为 refind.conf。

通常无需手动配置。但若出现无法自动识别现有操作系统的情况，请按以下方法手动添加引导项：

打开 refind.conf 文件，在任意空白处添加如下配置：

menuentry "FreeBSD" {
	icon \EFI\refind\icons\os_freebsd.png
	volume "FreeBSD"
	loader \EFI\freebsd\loader.efi
}

menuentry "Windows 10" {
	icon \EFI\refind\icons\os_win.png
	volume "Windows 10"
	loader \EFI\Microsoft\Boot\bootmgfw.efi
}

目录结构：

EFI/
├── refind/
│   ├── refind.conf        # rEFInd 主配置文件
│   ├── refind.conf-sample # rEFInd 示例配置文件
│   ├── refind_x64.efi     # rEFInd 64 位启动文件
│   ├── icons/
│   │   ├── os_freebsd.png # FreeBSD 图标
│   │   └── os_win.png    # Windows 图标
│   └── themes/
│       └── Matrix-rEFInd/
│           └── theme.conf  # Matrix 主题配置
├── freebsd/
│   └── loader.efi        # FreeBSD 引导加载程序
└── Microsoft/
    └── Boot/
        └── bootmgfw.efi   # Windows 启动管理器

使用 DiskGenius 将处理后的 refind 文件夹复制到 EFI 系统分区（ESP）的 EFI 目录下。

添加启动项

使用 DiskGenius 添加 UEFI 引导项。

点击菜单栏的“工具”，选择“设置 UEFI BIOS 启动项”。

在新窗口中点击“添加”，随后浏览并选中 refind 文件夹内的 refind_x64.efi 文件。

将该启动项移动至列表顶部，设为第一启动项。保存设置并重启电脑以测试效果。

重启后，在 rEFInd 界面中选择任一操作系统选项，即可进入相应系统。

附录：rEFInd 主题

rEFInd 支持多种图形化主题。

本例以 Matrix-rEFInd（灵感来源于电影《黑客帝国》）主题为例来说明。

项目地址为：Matrix-rEFInd

下载项目压缩包 Matrix-rEFInd-master.zip 并解压。将解压得到的文件夹 Matrix-rEFInd-master 重命名为 Matrix-rEFInd。

在本地新建目录 themes，将重命名后的 Matrix-rEFInd 文件夹放入其中。

将此 themes 目录整体复制到 EFI 系统分区中的 *EFI\refind* 目录下。

编辑 refind.conf 文件（如果无法直接在 ESP 中编辑，可将其复制到桌面，修改后覆盖原文件），在文件末尾添加一行：

include themes/Matrix-rEFInd/theme.conf

即可调用主题 Matrix-rEFInd。

重启之后观察效果：

技巧
如果在虚拟机（如 VMware、VirtualBox）中操作，由于其 UEFI 固件的屏幕分辨率限制，rEFInd 界面可能无法同时显示所有操作系统选项，需通过方向键切换查看，这与上图所示的效果可能不同。

参考文献

Microsoft. set id (Diskpart)[EB/OL]. (2024-11-01)[2026-04-28]. https://learn.microsoft.com/en-us/windows-server/administration/windows-commands/set-id. EFI 系统分区的 GUID 是 c12a7328-f81f-11d2-ba4b-00a0c93ec93b。
Smith R W. rEFInd Boot Manager[EB/OL]. [2026-04-17]. https://www.rodsbooks.com/refind/. rEFInd 官方网站，该引导管理器派生自 rEFIt 项目，用于管理 UEFI 环境下的多系统启动。
archlinuxcn. efibootmgr 无法添加 UEFI 启动项[EB/OL]. [2026-03-26]. https://bbs.archlinuxcn.org/viewtopic.php?id=12914. 讨论 efibootmgr 在部分固件上无法写入启动项的原因与替代方案。
FreeBSD Project. efibootmgr(8)[EB/OL]. [2026-03-26]. https://man.freebsd.org/cgi/man.cgi?query=efibootmgr&sektion=8. UEFI 启动管理器手册页。
emacs_8861834. 深入掌握 efibootmgr 操作要领安全删除启动项方法解析[EB/OL]. [2026-03-26]. https://my.oschina.net/emacs_8861834/blog/17450288. 详解 efibootmgr 各子命令的用法及安全删除启动项的注意事项。
Stack Exchange. Working GRUB configuration for UEFI booting FreeBSD[EB/OL]. [2026-03-26]. https://unix.stackexchange.com/questions/354260/working-grub-configuration-for-uefi-booting-freebsd. 提供 GRUB 引导 FreeBSD 的可用配置示例与排错经验。
Reddit. Trying to boot FBSD13 via grub2[EB/OL]. [2026-03-26]. https://www.reddit.com/r/freebsd/comments/q4qgq9/trying_to_boot_fbsd13_via_grub2/. 讨论通过 GRUB2 引导 FreeBSD 13 时遇到的常见问题。

课后习题

在 QEMU 中测试 UEFI 固件下 FreeBSD 引导的多阶段流程，验证 EFI loader、loader.efi 和内核加载的各个阶段。
尝试在 FreeBSD 上编译 Clover 引导管理器，记录编译过程中的平台适配问题。
安装 FreeBSD 时，创建独立的 EFI 分区与 freebsd-boot 分区，对比两种引导方式下系统启动日志的差异。

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最后更新于 18天前