上一篇，我们跟着一台老式台式机走过了 BIOS、MBR 和 GRUB 这条启动接力。如今的新电脑大多使用 UEFI，但主板设置里常还写着“BIOS Setup”，也可能有 CSM、Legacy Boot 这样的选项。它们看起来像一堆互相打架的名字，其实是在说不同层次的事情。

我们先把它们放回开机故事里：BIOS 是较早的固件启动方式；UEFI 是后来建立的一套固件接口和启动方式；CSM 是一些 UEFI 固件里用来兼容传统 BIOS 启动的功能。可以把 UEFI 想成换了新工作方法的车站，CSM 则像一座旧桥，让过去设计的列车也还能进站。

为什么很多人还把 UEFI 设置叫作 BIOS？

电脑开机时按 Delete、F2 或其他按键，会看到一张可以调节启动顺序、风扇和硬件选项的设置画面。很多人习惯把这整个画面叫作 BIOS。严格来说，现代电脑里面做这件事的固件大多已经是 UEFI；只是“进 BIOS”这个老叫法流传太广，厂商和用户常常沿用。

就像我们今天还会把所有影印文件都随口叫作“复印件”，即使机器早已更新换代。日常交流里说“进 BIOS 设置”通常能让人听懂；在讨论启动原理时，才需要区分传统 BIOS 和 UEFI。

UEFI 也不是一款所有主板都装着完全相同的程序。它是一套公开的接口规则，由 UEFI Forum 维护；主板厂商再用自己的固件实现这些规则。不同厂商的设置画面可以长得很不一样，但操作系统启动程序能按共同接口和固件合作。

传统 BIOS：先读硬盘开头，再让小程序找下一棒

传统 BIOS 启动时，会按照启动顺序挑一个设备，例如台式机的 SATA 硬盘。它通过固件提供的早期磁盘服务读取启动位置，常见情况是硬盘最前面的 MBR 扇区。MBR 里的小程序再找 GRUB，GRUB 找到内核，最后把控制权交给 Linux。

这条路线的特点是先从磁盘上固定的小块代码开始。最早的程序很小，能做的事有限，于是必须一段接一段地扩大本领。前一篇介绍过它为什么要把 GRUB 拆成几段，也讲过 MBR 为什么只有一点点启动代码的空间。

UEFI：像按地址找到一个启动文件

UEFI 的思路不一样。固件有自己的启动管理器，会查看保存好的启动选项，并按照顺序尝试它们。一个启动选项可以记录目标磁盘、分区和文件路径，例如在 EFI 系统分区里打开某个 .efi 文件。

EFI 系统分区常缩写成 ESP。可以把它想成硬盘上的一个专用文件柜，里面放着能由 UEFI 直接启动的文件。Linux 电脑里可能有 GRUB 的 EFI 文件或 shim；Windows 电脑里会有 Windows Boot Manager 的 EFI 文件。文件名字因系统和处理器类型而异。

UEFI 启动菜单里看到的“ubuntu”“Windows Boot Manager”之类名称，不一定只是磁盘分区名。它通常来自保存在主板非易失存储器里的启动选项。UEFI 标准为这类选项定义了 Boot#### 记录，也定义了启动顺序；断电后它们通常仍会保留。

因此，UEFI 并不是在硬盘第一扇区里放一段很大的 BIOS 程序。它让固件有能力识别受支持的文件系统，按启动选项找到一个 EFI 应用程序，再调用它。那个 EFI 应用程序通常是操作系统的第一阶段启动程序，后面仍可能由 GRUB 等程序继续加载内核。

MBR 和 GPT 说的是硬盘怎么记账

这里要把两个问题分开：BIOS、UEFI 讲的是固件怎样启动程序；MBR、GPT 讲的是硬盘怎样记录分区的位置。它们经常成对出现，是因为老电脑常用 BIOS 加 MBR，新电脑常用 UEFI 加 GPT；但这不是一一绑定的关系。

GPT 是更新的分区表格式。它能更灵活地记录大容量硬盘和多个分区。传统 BIOS 也可以在软件支持的条件下从 GPT 磁盘启动，例如 GRUB 可以把自己的核心映像放进专门留出的 BIOS Boot Partition。反过来，UEFI 的启动机制关注 EFI 系统分区和启动文件，不能仅仅看见硬盘是 MBR 还是 GPT，就断定固件一定走哪条路线。

对普通人来说，最常见的组合仍是：传统 BIOS 启动配合 MBR；UEFI 启动配合 GPT 和 EFI 系统分区。但记住“常见组合”就好，别把它们背成绝对规则。

两条启动路线传统 BIOS 路线
固件 → 硬盘启动扇区 / MBR → GRUB 的早期部分 → GRUB 菜单 → Linux 内核

UEFI 路线
固件启动管理器 → EFI 系统分区里的 .efi 文件 →（可选：GRUB 等）→ Linux 内核

CSM：新固件里的旧式接待窗口

电脑厂商不可能让所有旧系统和旧扩展卡一夜之间消失。有些旧操作系统只会使用传统 BIOS 提供的启动服务，有些旧设备也带着按照传统方式工作的扩展程序。为帮助这些旧软件继续使用，一些 UEFI 固件提供了 CSM，全名是兼容性支持模块。

打开 CSM 后，固件会提供一部分传统 BIOS 风格的启动支持，让电脑可以尝试从旧式启动扇区进入系统。你可以把它想成新车站里的旧式接待窗口：车站本身还是新系统，只是额外留了一个窗口，替旧乘客办过去那套手续。

CSM 不是一个和 UEFI 并排安装的 Linux 程序，也不是 GRUB，更不会自动把硬盘从 MBR 转成 GPT。它是固件兼容旧启动环境的一种功能。是否提供 CSM、能兼容哪些旧设备，由主板和固件厂商决定。

CSM 也不是每台 UEFI 电脑都必须有的功能。UEFI 规范允许厂商兼顾旧式 PC-AT 启动设施，但没有要求所有新机器都保留它。随着旧系统和旧扩展卡逐渐减少，一些新主板已经没有 CSM 选项。

所以一台电脑可以拥有 UEFI 固件，同时通过 CSM 按传统方式启动某个操作系统。用户如果看到主板界面把它叫作 Legacy 或 CSM，通常表示这次启动要走兼容旧式 BIOS 的路线，而不是直接按纯 UEFI 方式打开 EFI 文件。

安全启动放在哪一层？

UEFI 还支持 Secure Boot，中文常叫安全启动。打开后，固件会按照已配置的信任密钥，检查要启动的 EFI 程序是否带有受认可的数字签名。可以把它想成查验启动程序的工作证：没通过核验的文件可能不被放行。

安全启动不是另一套启动路线，也不是磁盘加密或杀毒软件。它是 UEFI 启动过程中的一种安全检查。Linux 也能配合安全启动；有些发行版会先由一个受信任的 shim 程序出场，再继续验证或加载 GRUB 和内核。具体安排取决于发行版和机器上的信任设置。

许多电脑在开启 CSM 时会要求关闭安全启动，或无法同时使用两者。这是因为 CSM 的旧式启动程序通常不按 UEFI 安全启动检查的方式工作。不同主板设置名称和限制各有差异；关键是它们属于不同功能，不要把“关了安全启动”和“改成 BIOS 启动”当成同一件事。

切换启动模式时，电脑为什么会突然找不到系统？

固件设置决定它这次要寻找什么：传统启动模式会找旧式启动扇区；纯 UEFI 模式会按启动选项寻找 EFI 文件。如果系统原来按一种模式安装，后来把另一种模式设成优先，固件可能暂时找不到原来的入口，画面上就会出现“没有启动设备”之类提示。

这不一定代表文件都丢了。电脑也许只是在问错问题：它按旧方式找了一块只准备好 UEFI 文件的硬盘，或者反过来。像是你拿着旧地址去找搬过家的店铺，店铺可能还在，只是入口和地址簿没对上。

判断时可以留意启动菜单中的设备名称、UEFI 或 Legacy 标记，以及系统原来的安装方式。不要只根据硬盘是不是 GPT，就猜启动模式；也别把菜单里写着“BIOS Setup”当成电脑一定在用传统 BIOS。

开机路线图：四个词各管一件事

简化对照BIOS：传统固件启动方式
UEFI：较新的固件接口和启动方式
CSM：UEFI 固件提供的旧式 BIOS 兼容功能
MBR / GPT：硬盘记录分区位置的两类格式
EFI 系统分区：UEFI 常用来存放启动文件的分区
Secure Boot：检查 EFI 启动程序签名的安全功能

如果把整段历史压成一句话：早期电脑让 BIOS 从磁盘小扇区开始接力；UEFI 后来让固件按启动记录去打开文件；为了照顾旧软件，部分 UEFI 固件还保留 CSM 这座兼容桥。它们不是三个都要同时工作的启动程序，而是新旧启动方式之间的演进与兼容。

系列的镜头接下来会从台式机固件转到开发板：许多 ARM 设备没有 PC 那样统一的硬件发现方式，启动程序和内核怎样描述板子上的内存、串口、时钟和设备？下一篇，我们从这个问题出发，讲设备树为什么会出现。