Linux から BIOS を書き換える

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2024年7月10日 (水) 20:37時点におけるKusanaginoturugi (トーク | 投稿記録)による版 (校正（でき・出来）)
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この記事では Linux でシステム BIOS を書き換える方法についての情報を提供します。ほとんどのメーカーは Windows でしか実行できない Windows の実行ファイルか BIOS 実行ファイルしか提供していません。しかしながら、Linux でシステム BIOS を更新することを可能にするユーティリティが少数ながら存在します。

警告: マザーボードの BIOS を書き換えることは危険なことであり、あなたのマザーボードを使い物にならなくしてしまう可能性もあります。この記事の著者は何度もこの方法で成功していますが、実際にあなたも上手くいくとは限りません。注意してください。マイクロコードのアップデートがサポートされている場合は代わりにそちらを考慮すると良いかもしれません。
ノート:
  • HP を使っている場合、HP のウェブサイトから Windows BIOS アップデータをダウンロードして、*.exe ファイルを解凍して ISO イメージを CD に書き込むことができます。以下のツールを利用しなくても CD を使うことで BIOS メニューの 'Firmware Upgrade' からアップグレードが可能です。詳しくは こちらのスレッド を参照してください。
  • Dell 製のコンピュータを使っている場合、Dell が Linux ユーザーに推奨している BIOS の更新情報が こちら に存在します。

はじめに

以下に説明するツールに加え、多くの ノートパソコン ページには、特定のモデルに対する個別の指示が含まれています。その説明には、時には特注のユーティリティが含まれ、ある特定の機種のアップグレード処理に特化している場合もあります。特定の機種のページがない場合、類似の機種のページを見てみると、対象機種に合わせた手順が可能な場合があります。例えば、HP ENVY m4-1015dx のページには、様々な HP モデルで動作する手順が記載されています。

fwupd

fwupd はソフトウェアによってローカルマシンのファームウェアをアップデートできるようにするシンプルなデーモンです。デスクトップ用に開発されていますが、スマートフォンやタブレット、ヘッドレスサーバーなどでも利用できます。GNOME Software などの GUI のソフトウェアマネージャを使ってアップデートを表示・適用したり、コマンドラインツールやシステムの D-Bus インターフェイスを直接使うことができます。

Dell や Logitech などのメーカーによって Linux にファームウェアのアップデートを配布するために使われています。

fwupd は UEFI モードでの BIOS アップデートだけサポートしています。

インストールや使用方法について詳しくは fwupd を見てください。

BiosDisk

BiosDisk は Linux におけるシステム BIOS の書き換えプロセスを簡単にします。

ノート: "Legacy mode" で起動している場合のみ BIOS を書き換えることができます。UEFI モードでは別の手段を使う必要があります。

インストール

biosdisk-gitAUR パッケージをインストールしてください。

使用方法

biosdisk ユーティリティを使って BIOS フラッシュイメージを作成するには、まずメーカーのウェブサイトからあなたのシステム用の最新の生の BIOS イメージをダウンロードします。ただし、入手するのは BIOS 実行ファイルであって Windows の実行ファイルでないのでそこを確認してください。それからはふたつの選択肢があります: ISO を作成するか、あるいはブートローダー用のイメージをインストールするかです。

  • mkimage はユーザーのハードドライブ上に ISO イメージを作成します。使用方法は以下の通り:
# biosdisk mkimage [-o option] [-i destination] /path/to/.exe
  • install は biosdisk イメージを作成して、イメージファイルを /boot にコピー、そしてそのイメージのエントリと共にブートローダーを更新します。したがってユーザーがするべきことはシステムを起動し BIOS を書き換えるイメージを選択するだけです。ハードドライブから直接 biosdisk イメージがロードされて BIOS が書き換えられます。
# biosdisk install [-o option] [--name=] /path/to/.exe

Flashrom

Flashrom はフラッシュチップを確認・読込・書込・検証・消去するためのユーティリティです。メインボードやネットワーク・グラフィック・ストレージコントローラーカード、そして様々なプログラマーデバイスにおける BIOS/EFI/coreboot/ファームウェア/optionROM イメージを書き換えるために作られました。

警告: ノートパソコンを使っている場合は flashrom を使用しないでください。ノートパソコンの EC を操作すると書き込み中にマシンがクラッシュする可能性があります。flashrom はマシンがノートパソコンかどうか判別しますが、全てのノートパソコンが標準に従っているわけではないので 100% の安全は保証できません [1]。

インストール

flashrom か flashrom-gitAUR パッケージをインストールしてください。

使用方法

ウェブサイトであなたのマザーボードや (内部の) チップセットが flashrom によってサポートされているか確認してください: Supported Hardware。次のコマンドを実行してハードウェアがサポートされているか確認することもできます: 

# flashrom --programmer internal

上のコマンドはあなたのマザーボードとチップセットを表示します。それから次のコマンドを実行することでサポートされているか確認できます: 

# flashrom --programmer internal -L | grep CHIPNAMEfrompreviouscommand

新しいメインボードを使っている場合、複数のロムチップが表示されることがあります。上のコマンドで表示されたところからチップの名前を選択してください。-c オプションを使うことでコマンドによってどの ROM を書き換えるのか選択できます: 

# flashrom --programmer internal -c "CHIPNAME" -r backup_CHIPNAME.bin

ROM チップ上に新しい BIOS イメージ (プロプライエタリのイメージまたは Coreboot) を書き込んで検証する: 

# flashrom --programmer internal internal -c "CHIPNAME" -w newbios.bin

メインボード上の他のフラッシュチップを書き換えたい場合は、次のコマンドで全てのオプションを知ることができます: 

# flashrom
ノート: Linux カーネルのバージョン 4.4 以上では、カーネルの新しいセキュリティ機能である CONFIG_IO_STRICT_DEVMEM によって flashrom の動作が停止する可能性があります。そのような場合はカーネルパラメータに iomem=relaxed を追加してみてください [2]。

FreeDOS

FreeDOS はフリーの DOS 互換のオペレーティングシステムで、プロプライエタリの DOS を必要なくさせるという挑戦をしています。必要なのは FreeDOS カーネルが載ったブータブルフロッピーディスクイメージだけです。

Unetbootin

ブータブルな FreeDOS USB スティックを作成する一番簡単な方法は unetbootinAUR を使うことです。

USB メモリを FAT16 でフォーマットして "boot" フラグを有効にします (gparted や partitionmanager などで GUI を使って行うことができます)。それから、フラッシュドライブをマウントした後、ディストリビューション FreeDOS とマウントしたスティックを選択します。アプリは自動的にイメージをダウンロードしてドライブにコピーします。最後に、書き換えたいもの全てをコピーすることができます (BIOS, ファームウェアなど)。

警告: Unetbootin は Lenovo のシステムで正しく作動しないことがあります。ブータブルスティックを別のデバイスに作成する必要があるかもしれません。こちら を見て下さい。

dosemu

公式 FreeDOS イメージの問題点は、ファームウェアや BIOS のアップデートファイル、プログラムを保持するための余分なスペースがないことです。Linux で任意のサイズの DOS、ブータブル FAT ドライブを作る最も簡単な方法は mount a FAT drive under dosemu and then make it bootable with the FreeDOS sys command です。

別の方法として、Gentoo:BIOS Update#FreeDOS environment を参照してください。

ビルド済みのイメージ

他の方法も存在します: FreeDOS prebuilt bootable USB flash drive image by Christian Taube

Linux で FreeDOS 提供のディスクイメージ＋USB メモリを使う

執筆時点（2017-07-11）では、unetbootinAUR は FreeDOS の1.0より新しいバージョンには対応していません（現在のバージョンは1.2です）。Inspiron 17-3737 を A09 BIOS にアップグレードするには、以下の手順でうまくいきました。(Dell はこれを提供しています こちらのサイト)

始める前にいくつか注意点があります。

  • 現在の BIOS のバージョンは dmidecode で確認することができます。すでに最新版になっている可能性もあります。
  • ハードウェアベンダがこの方法がうまくいくことを確認していること（BIOS アップデート .exe を実行するために FreeDOS を使用すること。）
  • ノートパソコンのユーザーは AC 電源なしでこれを試みてはいけない
  • 危険ですので、この手順を実行する場合は、すべてのリスクを負うことを理解して下さい。

手順

  1. FreeDOS ダウンロードページ から最新の USB インストーラを入手する。
    • 著者注：full バージョンを使用したのは、より多くのドライバなどが含まれているのではないかという疑惑からです（純粋な推測です。）
  2. アーカイブを展開すると、.img ファイルができます。
  3. /dev/sdX のどれが自分の USB メモリか判断する (fdisk -l を使う)
  4. イメージをブロックデバイスに直接書き込む。
    • dd if=FD12FULL.img of=/dev/sdX status=progress
  5. ブロックデバイスに直接イメージを書き込む。(ここで X はブロックデバイスとしての USB メモリを表す文字です。パーティションにイメージを書き込まないでください)
  6. イメージのコピーがうまくいったかどうかダブルチェックしてください。
    • fdisk -l です。(起動可能 ("boot") フラグが設定されたDOSディスクの1つのパーティションが表示されるはずです)
  7. パーティションをマウントし、ファームウェアのアップデートに使用した .exe をコピーしてください。
    • ファイル名は8文字以内（拡張子なし）、大文字でお願いします。
    • ハードウェアベンダから提供されたチェックサムを検証していることを確認します。
  8. アンマウントしてリブート USB ドライブから起動するために必要なことは何でもしてください。

これで FreeDOS のライブインストール環境が整いました。

  1. 言語を選択する
  2. FreeDOS のインストールを促すプロンプトが表示されます。
    • "いいえ - DOS に戻る" を選択します。
  3. プロンプトが表示されるはずです (C:\>)
  4. ファームウェアアップグレードツールが存在することを確認します。
  5. 実行ファイルを実行する
    • 著者注：Dell のツールの場合、マシンはスプラッシュスクリーンを表示した後、再起動しました。再起動後、自動的にファームウェアのアップグレードが開始され、ファンをフル回転させた状態で2分ほど実行されました)
  6. ベンダー固有のプロセスが完了したら、オプションで BIOS セットアップ画面や、Linux に戻ったときに dmidecode を実行して確認することができます。

FreeDOS 提供のディスクイメージ＋USB メモリを Windows で使用する場合

この手順の著者は、Linux で dd を使用する前の方法で USB の FAT パーティションタイプをマウントする際にいくつかの問題に遭遇しました。この手順では、FreeDOS と USBメモリと Ruckus を使って、Windows 7/8/8.1/10 上で BIOS をフラッシュする方法の概要を説明します。この手順は、Dell Inspiron 5547 LaptopでBIOS A10 から A12 にアップグレードするために 2019年7月4日 に実行されました。

前提条件として

  • Windows 用 Rufus をダウンロードし、インストールします。これは、フルインストールまたはポータブルバージョンのいずれかを使用できます。
  • FreeDOS 用の最新の Full USB インストーラ (執筆時点では v1.2) をダウンロード。
  • 最新の BIOS アップデートをベンダーのウェブサイトからダウンロードしてください。
  • dmidecode がインストールされていることが前提です。

手順

  1. FD12FULL.zip アーカイブの内容を展開し、.img ファイルに注目する
  2. フラッシュドライブを挿入し、FD12FULL.imgファイルをRufusを使用してフラッシュし、すべてのデフォルトオプションを残す。
    • Rufus の詳細な使用方法は本ガイドでは扱いません。詳しい使い方は Rufus のマニュアルやドキュメントを参照してください。
  3. Rufus でフラッシュしたら、BIOS ファイルの名前を 8 文字の大文字に変更し (拡張子は含まず)、フラッシュドライブにコピーしてください。
  4. フラッシュドライブを取り出し、ノートパソコンに差し込んでください。
  5. LEGACY BOOT で USB から起動するために必要な手順は何でも実行する。
    • 著者注: 私の Dell Laptop では、F12 を押してブートオプションを選び、Legacy Options の下で USB Storage Device を選択しています。私は BIOS から明示的にレガシーブートを有効にしていますが、システムが UEFI で起動するようにしか設定されていない場合、このオプションは表示されないかもしれません。
  6. FreeDOS のインストール環境が表示されます。
    • 優先言語を選択
    • 次の画面で いいえ - DOSに戻る を選択します。
    • USB フラッシュドライブの内容を表示するには dir と入力します。
    • BIOS アップグレードファイルを実行するには、ファイル名を入力し、エンターキーを押すだけです。
    • 注：私のアップグレードは、ファンをフル回転させて2分未満で完了しました。システムの再起動は合計3回です。
  7. アップグレードが完了し、システムが OS に戻って起動したら、root で dmidecode | grep -E 'BIOS{!Version'}} を発行して BIOS バージョンがアップグレードされたことを確認する。

イメージがフロッピーに収めるには大きすぎる

フラッシュイメージがフロッピーには大きすぎる場合、FreeDos bootdisk ウェブサイト に行って、10Mb のハードディスクイメージをダウンロードしてください。このイメージは完全なディスクイメージで、パーティションを含んでいるため、フラッシュユーティリティを追加するのはすこし手間が要ります:

まず最初のパーティションを確認してください (これを書いている時点では、最初のパーティションはブロック63から始まっています。つまりパーティションはオフセット 512 * 63 = 32256 からです)。次のコマンドを実行: 

# file -sk <image-file> | sed -r 's/.*startsector ([0-9]+).*/\1/'
63

もしくは: 

# fdisk -l <image-file>
…
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
…
      Device  Boot  Start    End  Blocks  Id  System
              *        63  19151   9544+   1  FAT12

そしてイメージをマウントします: 

# mount -oloop,offset=$((63 * 512)) <image-file> /mnt

これで通常通りにファイルシステムにフラッシュユーティリティをコピーできます。完了したら: 

# umount /mnt

通常の手順どおり USB スティックにイメージをコピーするか、memdisk として起動することが可能です。

使用方法

OEM Bootdisk バージョンを推奨します。kernel と command.com しか含まれておらずフラッシュユーティリティや新しい BIOS イメージのための領域が存在するからです。FreeDOS イメージをダウンロードして解凍: 

$ wget http://www.fdos.org/bootdisks/autogen/FDOEM.144.gz
$ gunzip FDOEM.144.gz

フロッピーディスクイメージをマウントしてBIOS フラッシュユーティリティと新しい BIOS イメージをコピーします。必要なモジュールをロード: 

# modprobe vfat
# modprobe loop

/proc/fileystems で必要なファイルシステムがサポートされているかどうか表示されます。フロッピーディスクイメージを一時的なパスにループマウント: 

$ mkdir /tmp/floppy
$ mount -t vfat -o loop FDOEM.144 /tmp/floppy

マウントで何もエラーが出なかったら、BIOS フラッシュユーティリティと新しい BIOS イメージをコピーしてください。マザーボードのメーカーサイトからダウンロードした圧縮ファイルを解凍したら、おそらく2つのファイルが作られるはずです。例: 

# unzip 775Dual-VSTA\(2.60\).zip
Archive: 775Dual-VSTA(2.60).zip
 inflating: 75DVSTA2.60
 inflating: ASRflash.exe
# cp 75DVSTA2.60 ASRflash.exe /tmp/floppy

2つのファイルがフロッピーに収まることを確認: 

Filesystem           1K-blocks      Used Available Use% Mounted on
/tmp/FDOEM.144
                         1424       990       434  70% /tmp/floppy

フロッピーディスクイメージをアンマウント: 

# umount /tmp/floppy

次に CD/DVD-RW メディアにフロッピーイメージを書き込みます。後で起動できるように注意してください。まずブータブル CD イメージを作成して、焼き込み: 

# genisoimage -o bootcd.iso -b FDOEM.144 FDOEM.144
# wodim -v bootcd.iso

または GRUB のメニューにイメージを追加することもできます。Syslinux をインストールして memdisk とイメージを /boot にコピー: 

# cp /usr/lib/syslinux/memdisk /boot
# cp FDOEM.144 /boot/flashbios.img

そしてエントリを /boot/grub/menu.lst に追加: 

 title Flash BIOS
 kernel /memdisk
 initrd /flashbios.img

あるいは GRUB2 の場合、/boot/grub/grub.cfg に追加: 

 menuentry "Flash BIOS" {
 linux16 /boot/memdisk
 initrd16 /boot/flashbios.img
 }

あるいは Syslinux の場合、/boot/syslinux/syslinux.cfg に追加: 

LABEL flashbios
	MENU LABEL Flash BIOS
	LINUX ../memdisk
	INITRD ../fdboot.img

最後にマシンを再起動して、ブートの順序で CD ドライブが一番最初に来ることを確認して、CD を起動したら BIOS アップグレードを実行してください。GRUB メニューを使う場合、リストの新しいエントリを選択すれば FreeDOS が起動します。

ブータブル光学ディスクのエミュレーション

Geteltorito.pl スクリプトは El Torito 起動イメージを抽出します。X220, X230, X260, W540, T450, T450s などの Lenovo のノートパソコンで使えることを確認済みです。他のメーカーでも利用できるかもしれません。

インストール

geteltoritoAUR パッケージをインストールしてください。

使用方法

メーカーのサポートサイトから BIOS アップデート ISO を取得してください。geteltorito のイメージ抽出を実行: 

$ geteltorito.pl -o <image>.img <image>.iso

イメージを usb メモリにコピー: 

# dd if=<image>.img of=<destination> bs=512K

再起動して USB メモリから起動し、メーカーの指示に従ってください。

ノート: "Secure Flash Authentication failed!" というメッセージが表示される場合、何らかのセキュリティチェックによって書き込みができません。BIOS の設定を開いて "Security" > "UEFI BIOS Update Option" から "Secure RollBack Prevention" を無効化して "Flash BIOS Updating by End-Users" を有効にしてください。

Windows PE

もし、メーカーが exe ファイルしか提供せず、事前のアドバイスに従わなかった場合、Windows PE フラッシュドライブを作成し、そこから通常通りバイオスアップデートをフラッシュすることができます。

使用方法

ISO Windows PE をダウンロードし、起動可能なドライブを作成します。

その USB を起動し、メーカーサイトでそれぞれのアップデートをダウンロードし、通常通り実行します。

ノート: この方法は Acer Laptop でテストされましたが、ケースによって異なります。

HPユーザー

警告: すべての HP BIOS が同じとは限りません。例えば、以下の方法はいずれも HP T730 Thin Client では動作しません。

HP BIOS の一部、特にビジネスラインで利用可能なもの - ProDesk 600、EliteDesk 800、Thin Client (T620, T730 など) - には、BIOS 内から BIOS をアップデートするオプションがあります。このオプションは通常Fileメニューの下にあり、"Flash System ROM "と呼ばれています。2つの異なるディレクトリ構造があり、動作するようです。お使いの BIOS はどちらのディレクトリ構造でも動作する場合としない場合があります。

  1. FAT32 でフォーマットされた USB ドライブのルートに BIOS *.bin ファイルを置き、他のディレクトリを作らない。他のファイルは必要ありません。
  2. 説明されているようなディレクトリ構造を使用する こちら

上記のいずれのディレクトリ構造もうまくいかないようであれば、HP があなたの BIOS バージョンに関連する DOS 実行ファイルを提供している場合は FreeDOS 法を使用するか、Windows マシンで HP BIOS Flash Recovery USB をまず作成し、その USB を使って同じ Flash System ROM オプションを使って BIOS をフラッシュすることになります。

手順

  1. シリアル番号と OS として Windows を指定して、HP のサポートウェブサイトから BIOS 実行ファイルをダウンロードします。
  2. この exe ファイルはアーカイブになっており、7z を使って解凍することができます。
    • 7z e <filename>.exe
  3. 上記のように USB 内に適切なディレクトリ構造を作成する。片方でうまくいかない場合は、もう片方を試す
  4. USB をアンマウントする
  5. BIOS のアップグレードが必要なコンピュータに取り付ける（USB ドライブを作成するために別のコンピュータを使用する場合。）
  6. コンピュータを再起動し、BIOS に割り当てられたキー (例:F10) を使って BIOS に入る。
  7. BIOS に入ったら、Flash System ROM オプションを見つけて選択します。次の3つのオプションからフラッシュすることができます。
    • USB
    • Hard disk
    • Network
  8. 適切なオプション（この場合は USB）を選択すると、USB ドライブのルートに置いた BIN ファイルのファイル名が書かれた別のテキストボックスがポップアップ表示されます。

このとき、USB ドライブのルートに置いた BIN ファイルのファイル名が表示されます。Enter キーを押すと、現在の BIOS のバージョンとアップグレードする新しいバージョンが表示されます。

  1. 画面の指示に従ってBIOSをアップグレードし、最後に再起動します。
ノート: 推奨されるフォルダに *.BIN ファイルを置く場合 here, "Flash System ROM" オプションはまだそれを見つけることができます. しかし、BIOS のアップグレードに進むと、数分後に ROM is incompatible with the system と表示されて失敗します。このメッセージが表示された場合、BIN ファイルが USB ドライブのルートにあることを確認してから、もう一度試してください。

一部のモデル、特に 2010 年から 2014 年頃のモデルでは、実行ファイルを解凍すると、BIOS ファイルとそのファイルの RSA 署名を含む .fd で終わるファイルが生成されます。 この.fdファイルから展開する方法が公開されており、ツールもいくつか公開されています。これらのファイルを解凍してUSBメモリに入れたら、それを使ってアップデートを実行することができます。ファームウェアアップデートのユーザーインターフェイスでファイルへの移動が可能な場合もあるが、特定のディレクトリに特定の名前で配置する必要がある場合もある。 バイオスファイルには通常 .bin' という接尾辞が付き、署名ファイルには .sig または .s12 という接尾辞が付きます。HP ENVY m4-1015dx のページでは、そのようなモデルの具体的な詳細を説明しています。

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