UEFI自定义应用加载GRUB时root和prefix参数错误的解决方案：深入分析GRUB磁盘识别问题与Rust实现

问题现象描述

最近在开发一个UEFI应用时遇到了一个棘手的问题：当通过自定义的Rust UEFI应用加载GRUB时，GRUB无法正确识别磁盘分区。具体表现为：

error: disk ',msdos1' not found
Entering rescue mode...

# 执行set命令后显示：
prefix='(,msdos1)/grub'
root=',msdos1'

而通过UEFI Shell直接启动efi\grub\grubx64.efi却能正常工作，这明显表明问题出在加载方式上。

技术背景分析

这个问题涉及到UEFI启动的深层机制。当GRUB启动时，它会尝试确定两个关键参数：

root：指定GRUB配置文件和模块所在的根设备
prefix：指定GRUB配置文件的路径前缀

在正常情况下，这些参数应该包含完整的设备路径，如(hd1,msdos1)。但当通过自定义UEFI应用加载时，设备标识符丢失了。

根本原因探究

经过调试发现，问题出在设备句柄传递上。UEFI规范要求，当加载EFI应用程序时，调用者需要正确设置：

加载的ImageHandle
父设备句柄
命令行参数

在Rust UEFI crate中，如果使用简单的BootServices::load_image而不正确设置这些参数，就会导致GRUB无法获取正确的设备信息。

Rust解决方案实现

以下是修正后的关键代码片段：

use uefi::prelude::*;
use uefi::proto::loaded_image::LoadedImage;
use uefi::table::boot::{LoadImageSource, OpenProtocolParams};

fn load_grub(boot_services: &BootServices) -> uefi::Result<()> {
    // 1. 首先获取当前应用的设备句柄
    let loaded_image = boot_services.open_protocol::(
        OpenProtocolParams {
            handle: boot_services.image_handle(),
            agent: boot_services.image_handle(),
            controller: None,
        },
    )?;
    
    // 2. 获取设备路径
    let device_path = loaded_image.device_path().unwrap();
    
    // 3. 构建GRUB路径
    let grub_path = CStr16::from_str_with_buf(
        "\\efi\\grub\\grubx64.efi",
        &mut [0; 100],
    ).unwrap();
    
    // 4. 正确加载GRUB
    let grub_image = boot_services.load_image(
        boot_services.image_handle(),
        LoadImageSource::FromDevicePath {
            device_path,
            file_path: grub_path,
        },
    )?;
    
    // 5. 启动GRUB
    boot_services.start_image(grub_image)?;
    
    Ok(())
}

关键点解析

这段代码解决了几个关键问题：

设备路径传递：通过获取当前应用的LoadedImage协议，确保GRUB能获取正确的设备信息
句柄继承：使用boot_services.image_handle()作为父句柄，保持设备上下文
路径规范：使用UEFI标准路径格式，避免转义问题

测试验证

修正后，GRUB启动时应该能正确显示：

prefix=(hd1,msdos1)/grub
root=hd1,msdos1

如果仍然有问题，可以尝试在GRUB命令行中手动设置：

set root=(hd1,msdos1)
set prefix=($root)/grub
insmod normal
normal

深入优化建议

对于更复杂的场景，还可以考虑：

实现磁盘自动探测功能
添加多重引导支持
集成安全启动验证