Linux から BIOS を書き換える

提供: ArchWiki
2022年3月17日 (木) 04:17時点におけるKgx (トーク | 投稿記録)による版 (→‎FreeDOS: 英語版から一部転載)
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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

Using a FreeDOS-provided Disk Image + USB stick on Linux

As of writing (2017-07-11), unetbootinAUR does not support versions of FreeDOS more recent than 1.0 (current version is 1.2). The following procedure worked to upgrade an Inspiron 17-3737 to the A09 BIOS. (Dell offers this as a possibility on their site)

Some notes before starting:

  • You can check your current BIOS version with dmidecode. You might already be at the latest version.
  • Ensure that your hardware vendor has verified this method works (use of FreeDOS to run BIOS update .exe)
  • Laptop users should not attempt this without AC power
  • This is dangerous, and you assume all risk for following this procedure.

Procedure:

  1. Grab the latest USB installer from the FreeDOS Download Page
    • author note: used the "Full" version on suspicion that it might include more drivers, etc (pure speculation)
  2. Extract the archive, you get a .img file
  3. Determine which of /dev/sdX is your USB stick (use fdisk -l)
  4. Write the image directly to the block device:
    • dd if=FD12FULL.img of=/dev/sdX status=progress (where X is the letter representing your USB stick as a block device, do not write the image to a partition)
  5. Double-check that the image copying worked:
    • fdisk -l (you should see a single partition on a DOS disk with the bootable ("boot") flag set)
  6. Mount the partition, and copy over the .exe used to update your firmware
    • Stay on the safe side and limit the filename to 8 characters (without extension), upper case
    • Ensure that you verified any checksums provided by your hardware vendor
  7. Unmount and reboot. Do whatever is needed to boot from the USB drive

Now you will find yourself in the FreeDOS live installation environment.

  1. Select your language
  2. You will be prompted to install FreeDOS
    • Select "No - Return to DOS"
  3. You should see a prompt (C:\>)
  4. Run dir /w and verify that your firmware upgrade tool is present
  5. Run the executable
    • author note: in the case of the Dell tool, the machine displayed a splash screen and then rebooted. Upon reboot, it started the firmware upgrade automatically, and ran for about 2 minutes with the fan at full speed)
  6. Once the process specific to your vendor completes, optionally verify through the BIOS setup screen, as well as by running dmidecode when you are back in Linux

Using a FreeDOS-provided Disk Image + USB stick with Windows

The author for this procedure encountered several issues related to mounting the FAT partition type of the USB using the previous method on Linux with dd. This procedure seeks to outline a method to flash the BIOS with FreeDOS, a USB stick and Ruckus on Windows 7/8/8.1/10. This procedure was performed on 4 JULY 2019 on a Dell Inspiron 5547 Laptop to upgrade from BIOS A10 to A12.

Prerequisites:

  • Download and install Rufus for Windows. This can be either the full installation or the portable version.
  • Download the latest Full USB installer for FreeDOS (v1.2 as of the time of writing).
  • Download the latest BIOS update from the vendors' website
  • It is assumed that dmidecode is installed on the system

Procedure:

  1. Extract the contents of the FD12FULL.zip archive, noting the .img file
  2. Insert a flash drive and flash the FD12FULL.img file using Rufus, leaving all default options
    • Detailed use of Rufus is not covered in this guide. Refer to Rufus' manual or documentation for detailed usage
  3. Once flashed with Rufus, rename the BIOS file with 8 uppercase characters (not including the extension) and copy it over to the flash drive
  4. Eject the flash drive and plug it into the laptop.
  5. Perform whatever steps are necessary to boot from the USB with LEGACY BOOT
    • Author note: For my Dell Laptop, I press F12 for boot options and select 'USB Storage Device' under 'Legacy Options'. I have explicitly enabled legacy boot from within my BIOS, but this option may not be present if the system is only configured to boot with UEFI
  6. You will be presented with the FreeDOS Installation environment
    • Select preferred language
    • Select 'No - Return to DOS' on the next screen
    • Type dir to view the contents of the USB flash drive
    • To execute the BIOS upgrade file, simply type the filename and press enter
    • Note: My upgrade took <2 minutes with the fans at full speed. The system reboot 3 times total.
  7. Once the upgrade completes and the system boots back into the OS, issue dmidecode | grep -E 'BIOS|Version' as root and validate the BIOS version has been upgraded

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出来ません。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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