Abgrenzung BIOS/UEFI¶

Das alte BIOS wird nicht komplett durch UEFI ersetzt. Dinge wie der POST (Power On Self Test) oder die grundlegende Konfiguration über das BIOS-Setup werden weiterhin über das BIOS geregelt. Im weiteren Verlauf des Artikels wird der Bootvorgang nach dem BIOS- und/oder EFI-Modus unterschieden.

Einschalten¶

Meldungen des Power on self test (POST)

Nach dem Einschalten eines Computers wird durch das BIOS (Basic input output system) der "Power on self Test" durchgeführt. Der POST dient dazu, Hardware zu erkennen und ansprechbar zu machen. So wird unter anderem ermittelt, welcher Prozessor verbaut ist, ob ein Bildschirm oder eine Tastatur angeschlossen ist, wie viel Arbeitsspeicher (RAM) zur Verfügung steht und welche Laufwerke vorhanden sind.

In dieser Phase des Bootvorgangs ist es möglich, durch Drücken einer bestimmten Taste in die BIOS-Einstellungen zu kommen. Diese Einstellungen sind je nach System mehr oder weniger umfangreich. Hier lässt sich zum Beispiel die Bootreihenfolge der Festplatten ändern oder die primäre Grafikkarte umstellen. Je nach Modus, verläuft der weitere Bootvorgang etwas anders ab:

• BIOS-Modus (siehe unten)

• EFI-Modus (Artikelserie zu EFI)

Ist ein Monitor angeschlossen, werden Fehler auf diesem ausgegeben. Da das Grafiksystem nicht funktionieren oder nicht vorhanden sein kann, werden Fehlermeldungen als akustische Tonfolgen ausgegeben.

BIOS-Modus¶

Nach dem erfolgreichen POST sucht das BIOS auf dem ersten Sektor (Master-Boot-Record) der eingestellten Bootfestplatte nach dem Bootloader und gibt die Kontrolle an diesen weiter.

GRUB-Auswahlmenü

Da der Platz im Bootsektor mit 440 Bytes sehr gering ist, arbeiten die meisten Bootloader (bei Ubuntu ist das derzeit GRUB 2) in mehreren Stufen. Die erste Stufe kennt dabei nur die genaue Lage und die Länge der zweiten Stufe auf der Festplatte. Die zweite Stufe enthält Dateisystemtreiber und kann damit zum Beispiel Dateien aufrufen und weitere Stufen laden und/oder ein Bootmenü anzeigen.

GRUB 2 kann auch andere Bootloader per "Chainload" aufrufen. So ist es möglich, das GRUB 2 den Bootloader von Windows oder anderen Betriebssystemen lädt.

Der Bootloader oder Bootmanager hat folgende Aufgaben:

1. Er bietet die Möglichkeit, Bootoptionen an den Kernel zu übergeben

2. Den Betriebssystemkernel (/boot/vmlinuz-KERNELNUMMER) laden und starten

3. Die initiale RAM-Disk (Initramfs) im Speicher erstellen

Danach übernimmt der Kernel den weiteren Bootprozess.

Übernahme des Starts durch den Kernel¶

Nachdem der Kernel gestartet wurde, wird der Inhalt von /boot/initrd.img-KERNELNUMMER-generic in die RAM-Disk entpackt und als erstes das Root-Dateisystem eingehangen. Somit kann der Kernel auf die in diesem Dateisystem enthaltene Verzeichnisstruktur zugreifen und startet als ersten Prozess das Programm /sbin/init. Init steuert nun den weiteren Startvorgang und lädt benötigte Kernelmodule (Treiber). Lässt man sich alle Bootmeldungen anzeigen, ist diese Phase des Bootvorgangs an Meldungen wie

Begin: Loading essential drivers ... done.

Begin: Running /scripts/init-premount ... done.

...

zu erkennen. Normalerweise wird jedoch der Bootsplash Plymouth angezeigt, der (ebenfalls von der RAM-Disk geladen) die Bootmeldungen zugunsten einer optisch ansprechenderen grafischen Anzeige versteckt.

Start der Desktop-Umgebung¶

Wird ein Displaymanager gestartet, übernimmt dieser das Starten in eine grafische Umgebung. Dazu wird

1. der XServer gestartet

2. aktuelle Spracheinstellungen aus /etc/default/locale ausgelesen

3. der grafische Anmeldedialog angezeigt

Nach Eingabe des Benutzernamens wird nun die entsprechende grafische Sitzung bzw. der Desktop gestartet.

GRUB-Meldungen¶

Der Start des Systems endet mit einem schwarzen Bildschirm und es werden GRUB-Meldungen ausgeben. Dabei handelt es sich nicht um ein Bootproblem, das mit Optionen umgangen werden kann. Zu Problemen und Lösungsansätzen mit dem Bootloader gibt es eigene Artikel unter GRUB 2/Problembehebung.

Keine Partitionen gefunden¶

Es kann vorkommen, dass die Installationsroutine keinen Datenträger oder keine Partitionen findet. Sofern es sich dabei nicht um ein Problem mit der Partitionstabelle handelt (z.B. Apple=APM), siehe dazu die Bootoption nodmraid.

Booten hängt, wie weiter¶

1. Wenn Ubuntu bei der Animation von Plymouth stehenbleibt, kann man durch Drücken von Esc oder F1 die dahinter verborgenen Meldungen anzeigen lassen und auswerten.

2. Versuchen, das System mit den Magic SysRQ auf eine "sanfte" Art zum Herunterfahren anzuregen. Ein "hartes" Ausschalten des Rechner sollte nur die letzte Option sein, da es z.B. zu Datenverlust bei bereits eingehangenen Partitionen führen kann.

3. Die Optionen nomodeset, noapic, nolapic ausprobieren - auch in Kombinationen.

4. Die Optionen quiet und splash durch noplymouth ersetzten, um den ganzen Startvorgang beobachten zu können und Fehlerhinweise zu finden.

5. Wenn man unter den angebotenen Optionen keinen Lösungsansatz findet, dann kann man über das Forum Hilfe erbitten. Vorher sollte man die Fehlerausgabe aktivieren und den Bootvorgangs beobachten, d.h. die sichtbaren Fehler zum Zeitpunkt des Stopps, abschreiben und im Post unbedingt in Codeblock/Rohformat mit angeben.

Grafikkarten¶

Sofern die Optionen nomodeset oder noplymouth keinen Erfolg bringen, kann man unter Grafikkarten weitere Bootoptionen zur entsprechenden Karte finden.

Multicore¶

Moderne Prozessoren besitzen meist zwei oder noch mehr Kerne, Informationen dazu gibt es unter Multicore.

Festplatten¶

Unter Festplatten-Problembehebungen werden Informationen zur Fehlererkennung aufgelistet.

Intern¶

• PXE-Boot - Booten über eine Netzwerkverbindung

• Wiederherstellungmodus - Die Root-Shell zum Reparieren von Ubuntu

• Plymouth - Der grafische "Boot Splash"

• Kernel

  • Kernelmodule

• dmidecode - Informationen zur Charakteristik des Mainboards ermitteln

• efibootmgr - Ein Linuxprogramm zum Bearbeiten des (U)EFI‐Boot-Menüs

Extern¶

• Booting Linux: The History and the Future - Beschreibung des Linux-Bootprozess, 06/2000 (PDF-Datei)

• Using the initial RAM disk (initrd) - Wie die initiale RAM-Disk und initrd benutzt wird, 06/2000

• UEFI-FAQ - Fragen und Antworten zu UEFI

• Inside the Linux Bootprocess - Ausführliche Beschreibung des Linux-Boot-Prozesses, 05/2006

• Thomas Krenn Wiki:

  • BIOS-Einstellungen

  • UEFI

• kernel.org Kernel-Dokumentation

• Boot Options im Ubuntu Wiki

• initramfs-tools - Manpage mit Bootoptionen

• casper - Manpage zum initramfs-Werkzeug von Ubuntu