配置Dell T5820 Aperture Size变量

我在尝试通过修订AMD MI50 VBIOS的BAR size 来解决 Dell Precision T5820 工作站不支持resize BAR，也就是不能够支持大规格BAR，遇到手工修订VBIOS的困难无法解决。从另一个角度来说，既然 AMD Radeon Instinct MI50 无法修订BAR size，那么从主机BIOS角度来说，其实可以通过忽略GPU上报BAR size来解决。这个思路是在gemini提示后，google到 Gentoo Linux Wiki中的一篇 User:0xdc/Drafts/Configure Intel GPU Aperture Size via hidden UEFI settings 触发的

警告

实际上我搞错了概念，我以为调整 Dell Precision T5820 工作站的BIOS中 Aperture Size 能够忽略掉 AMD Radeon Instinct MI50 这种计算卡要求大规格BAR的请求，实际上搞错了 Aperture Size 和 ReBAR 的对应关系:

ReBAR 是PCIe规范中新的协商机制，通过动态协商要求主板BIOS分配连续的大BAR的地址空间。但是如果BIOS由于主板总线布局、控制器(nvme,网卡)占位，导致在64为空间找不到连续的32GB区域，或者对齐计数器(通常最大只支持到256MB或512MB的对齐步进)溢出，就会分配失败。

由于 Dell Precision T5820 工作站主板BIOS不支持 reBAR 协议，导致无法响应和 AMD Radeon Instinct MI50 协商BAR，这就会导致启动时挂起。这个问题通过修订BIOS的 Aperture Size 是无法解决的。我最初以为修订 Aperture Size 能够写死BIOS的BAR大小忽略GPU的请求，是理解错误的!

要解决Dell T5820能够使用 AMD Radeon Instinct MI50 或 NVIDIA Tesla A2 GPU运算卡这样的数据中心计算卡，需要采用修订AMD MI50 VBIOS的BAR size (但是我实践失败) ，或者采用 Dell T5820通过ReBarUEFI工具强制修改BAR 为BIOS注入reBAR功能。

下载BIOS

我使用的 Dell Precision T5820 工作站在官方网站可以下载到最新的 Dell T5820 BIOS 2.48.0

下载到的是一个 Precision_5820_2.48.0.exe ，Dell使用PFS封装了BIOS bin文件，需要使用社区开发的 platomav/BIOSUtilities 来处理BIOS文件

在这个 platomav/BIOSUtilities 的Python工具中 dell_pfs_extract.py 可以用来提取Dell的bios文件

执行下载的bios执行文件提取出所需的.bin文件

# 准备环境
sudo apt update
sudo apt install python3 python3-pip p7zip-full

# 从 GitHub 克隆工具
git clone git@github.com:platomav/BIOSUtilities.git
cd BIOSUtilities/

# 使用venv来安装依赖模块
python3 -m venv ~/venv
. ~/venv/bin/activate
python3 -m pip install --upgrade -r requirements.txt

# 好像还依赖一个biosutilities 模块
pip install biosutilities

# 执行
cd biosutilities/

# 先解压缩.exe文件，获取PFS文件，这个文件名通过 7z -l Precision_5820_2.48.0.exe 查看到的
7z e Precision_5820_2.48.0.exe "[0]"

# 提取文件
python3 dell_pfs_extract.py '[0]'

备注

另一种获取BIOS文件的方式是直接从主机芯片中抠出当前的固件，也就是使用 Intel CSME System Tools 来获取主板现成包含所有变量状态的固件镜像。 Intel CSME System Tools 需要从github上找，例如 CE1CECL/IntelCSTools

需要注意CSME工具是有对应处理器系列的要求的，T5820搭载Xeon W-2100系列处理器对应CSME v11，搭载Xeon W-2200斜裂处理器对应CSME v12

另外，Intel 官方提供的 Intel CSME Version Detection Tool 是一个安全检测工具，用于检测当前的ME固件版本是否有漏洞，它并没有读写(Dump/Flash)固件的功能。对于要读取BIOS的操作，应该使用前述的 Intel CSME System Tools 工具中提供的 Flash Programming Tool(FPT)

不过，实践发现使用 dell_pfs_extract.py 提取文件还是失败了，gemini提示是Dell可能在文件中加入了额外的混淆，所以改为 binwalk 来处理

安装binwalk来提取.bin文件

sudo apt install binwalk
binwalk -e "[0]"

使用 binwalk 执行后输出信息:

安装binwalk来提取.bin文件

DECIMAL       HEXADECIMAL     DESCRIPTION
--------------------------------------------------------------------------------
528           0x210           Zlib compressed data, default compression
639           0x27F           Zlib compressed data, default compression

此时在 _[0].extracted 目录下有:

通过binwalk获得的文件

-rw-rw-r-- 1 huatai huatai 19M Apr 21 15:59 210
-rw-rw-r-- 1 huatai huatai 19M Apr 21 15:59 210.zlib
-rw-rw-r-- 1 huatai huatai   0 Apr 21 15:59 27F
-rw-rw-r-- 1 huatai huatai 19M Apr 21 15:59 27F.zlib

这里 210 很可能就是被压缩过的PFS固件载荷，接下来用 UEFITool 来验证

警告

从下载的Dell官方BIOS执行文件中，我尝试提取.bin失败，所以最终我采用了其他手段

UEFITool

UEFITool是一个遵循UEFI平台接口规范的firmware镜像查看和编辑器。

按照Gentoo Linux Wiki User:0xdc/Drafts/Configure Intel GPU Aperture Size via hidden UEFI settings 是从源代码编译。不过， LongSoft/UEFITool 官方release也提供了针对不同平台编译好的执行程序，可以直接下载使用。

下载和运行UEFITool

# 下载UEFITool
wget https://github.com/LongSoft/UEFITool/releases/download/A74/UEFITool_NE_A74_x64_linux.zip

# 解压缩并运行
unzip UEFITool_NE_A74_x64_linux.zip
./uefitool

备注

UEFITool是一个图形化程序，例如在Linux环境下运行需要Qt环境，所以对于我的远程Linux字符终端服务器过于沉重。所以我最后改为在Windows平台运行以方便使用。

将前面解开的 210 在 UEFITool 中打开，如果能够打开则说明前面使用 dell_pfs_extract.py 或 binwalk 是正确获取了PFS载荷，如果失败，则说明前面的步骤没有成功，需要寻找其他方法来获取PFS载荷。

如果一切顺利的话，按照Gentoo Linux Wiki User:0xdc/Drafts/Configure Intel GPU Aperture Size via hidden UEFI settings 就能够从官方的 bios.bin 中搜索到内容是 Aperture Size 的内容，就可以将这部分导出为 section.bin ，让后续的 ifextract 工具(该工具能将二进制文件内容解析转换成人能够读取的变量设置)来处理解析

警告

很不幸，我的实践验证前面采用的 binwalk 方法没有正确提取出PFS载荷，在UEFITools中无法使用该文件

Intel CSME System Tools(失败)

由于我前面尝试 dell_pfs_extract.py 和 binwalk 来提取PFS载荷失败，所以我改为尝试Intel提供的主板BIOS提取工具 Intel CSME System Tools ，从 CE1CECL/IntelCSTools 下载 CSME System Tools v12 v14 (针对 Dell Precision T5820 工作站使用的Xeon W-2200系列处理器，我实践下来需要使用v14):

下载以后找寻LINUX64版本的 fpt ，有点奇怪的目录 CSME System Tools v12 r38/Flash Programming Tool/LINUX64 ，将该目录下程序 FPT 设置为可执行，然后执行

执行 fpt 来提取BIOS

sudo ./FPT -d t5820_bios.bin -bios

这里我遇到一个报错，提示版本不兼容:

版本不兼容报错

Intel (R) Flash Programming Tool Version: 12.0.85.1919
Copyright (C) 2005 - 2021, Intel Corporation. All rights reserved.


Error 621: Unsupported hardware platform. HW: Intel(R) CometLake V Series Chipset. Supported HW: Cannonlake Platform.

这里提示是因为 "后期出货的 W-2200 系列或 BIOS 更新后，底层驱动逻辑更接近 Comet Lake"

按照 gemini 提示，使用最兼容CometLake V Series的 v14.0.x 系列: CSME System Tools v14.0.20+ r20

但是依然报错:

版本不兼容报错依旧

Intel (R) Flash Programming Tool Version: 14.1.60.1790
Copyright (C) 2005 - 2021, Intel Corporation. All rights reserved.


Error 39: PCH is not supported.
Error 620: Unknown hardware platform.
Error 9988: Internal Error. Unexpected error occurred.
FPT Operation Failed.

但是执行依然报错，gemini提示是: Dell 在 T5820 的固件中做了相当深入的定制，导致 Intel 官方的 FPT 工具即使版本号对标也无法识别其 PCH（南桥）特征。这种情况在高性能工作站上并不罕见，因为它们的 PCH ID 往往被归类为“Server/WS”级别，而非普通的消费级 Comet Lake。

flashrom(失败)

gemini提示可以使用社区的 flashrom 工具，不依赖Intel的工具链，是直接通过内核驱动尝试访问SPI总线:

尝试flashrom

sudo flashrom -p internal -r t5820_bios.bin

但是也没有成功，显示不支持该平台

UEFI BIOS Updater (UBU)(失败)

gemini提示采用 UEFI BIOS Updater (UBU) 这个工具从 Win-Raid Forum: [Tool Guide+News] “UEFI BIOS Updater” (UBU) 可以找到最新版本是 2024年11月发布的 UEFI BIOS Updater v1.80 B1 ，(注册论坛后?)可以在该页面置顶贴找到 "SoniX’s MEGA folder" 提供的下载

备注

UBU（UEFI BIOS Updater）本身并不具备解析 BIOS 二进制结构的能力，它本质上是一个由批处理脚本（.bat）编写的自动化流水线，负责调用各种专业小工具来完成复杂的任务。

将之前从Dell官方网站下载的 Precision_5820_2.48.0.exe 放到 UBU 的根目录下，然后右键以管理员权限运行 UBU.cmd 然后选择 Precision_5820_2.48.0.exe 进行扫描

很不幸，扫描后提示 Unknown platform BIOS ，看来也没有成功

如果成功的话，则会在当前目录下生成一个正确的 bios.bin 文件，这个文件就能够用UEFITool处理扫描，见上文(我没有成功)

IFRExtractor

LongSoft/Universal-IFR-Extractor 现在已经停止开发，官方改为使用Rust开发的 LongSoft/IFRExtractor-RS 可以直接下载release提供的二进制执行软件。

使用 ifrextract 将bios解析成文本

./ifrextract section.bin setup.txt

根据解析得到的 setup.txt 能够找到每个 Aperture Size 规格对用的BIOS偏移地址，后续就能够有针对性设置指定值

警告

由于我前面的尝试都失败了，实际上这步我没有进行，改为后续的盲猜尝试

modGRUBshell

备注

理论上我应该在前面通过 UEFITool + IFRExtrator 获得准确的每个Apecture Size的编译位置才能进行这一步。但是我实际上前面尝试都失败了，看来Dell的BIOS是加密非标准兼容机的格式，使用各种工具都无法处理。我最终采用盲猜方式来完成本段实践。

setup_var.efi

备注

我发现gemini给的指导实际上是错误的，导致我走了一个弯路: gemini 以为 setup_var.efi 和之前的 modGRUBshell 是相同的工具的重写版本，所以给了一个旧版的操作方法(通过efibootmgr来启动setup_var.efi)实际上无法启动。

正确的方法应该是启动一个 uefi shell ，在 uefi shell 中运行这个 setup_var.efi 独立命令

datasone/setup_var.efi 提供了一个 UEFI Command Line Tool for Reading/Writing UEFI Variables 可以修订UEFI的变量值，这个工具对于我的 Dell Precision T5820 工作站来说，可能可以修复Apecture Size

Gemini提示根据 T5820 历史版本（2.1.0 到 2.20.0）固件库比对出的三个最可能的偏移量:

0x5C2 (最常见)
0x5C6
0x632

需要挨个尝试...

U盘启动方法:实践失败

警告

这段我搞错了，gemini指导我去直接启动 setup_var.efi 是错误的，应该启动一个 uefi shell 再运行这个工具。

这段保留仅仅是为了记录我的错误以便更理解这些工具的使用方法

首先从 datasone/setup_var.efi 下载 setup_var.efi
格式化U盘，将U盘格式化成 FAT32

将U盘分区格式化成FATA32

mkfs.vfat -F 32 -n "MODGRUB" /dev/sdc1

挂载分区:

挂载分区

sudo mkdir -p /mnt/usb
sudo mount /dev/sdc1 /mnt/usb

创建EFI结构并复制引导文件:

构建EFI

sudo mkdir -p /mnt/usb/EFI/BOOT
sudo cp setup_var.efi /mnt/usb/EFI/BOOT/BOOTX64.EFI

将U盘插入 Dell Precision T5820 工作站然后启动主机，在启动时按下 F12 选择从UEFI启动从U盘启动

警告

我遇到一个问题，我的 Dell Precision T5820 工作站似乎禁止从外部U盘启动UEFI，虽然我已经安装gemini提示做了BIOS调整:

UEFI Boot Path Security 设置为 Never
SMM Security Mitigation 设置为 Disabled (这个参数开启会导致无法修改变量)
Secure Boot Enable 设置为 Disabled

执行(这里仅记录，因为从U盘启动没有成功，实际操作见下文）

执行 setup_var

# 读取变量时，先指定区域如 Setup 或 CpuSetup
# 然后在 : 符号后面跟上Offset偏移量
# 例如，这里读取偏移量0x5c2
setup_var.efi Setup:0x5c2

# 这里我看到返回结果是 Setup:0x5c2=0x00

#============

# 如果要读取偏移量位置的2个字节，则再加上(2)
setup_var.efi Setup:0x5c2(2)

# 这里我看到返回结果是 Setup:0x5c2=0x0000

#=============

# 现在把偏移量 0x5c2 位置内容改成 0x01 表示256MB
setup_var.efi Setup:0x5c2=0x01

# 这是看到返回结果 Setup:0x5c2=0x01
# 可以再次用 setup_var.efi Setup:0x5c2 命令查看确认该位置已经写入了新数据0x01

注入硬盘引导方法(efibootmgr):实践失败

警告

这段gemini指导的方法也是错误的，但是启动的efi方法可以作为后续参考

由于上述从U盘启动UEFI可以触发了 Dell Precision T5820 工作站的安全限制，所以改为将 setup_var.efi 复制到硬盘的EFI分区中来运行:

将 setup_var.efi 复制到硬盘的EFI分区

# 1. 找到你的 EFI 分区挂载点（通常是 /boot/efi）
# 2. 创建一个存放工具的目录
sudo mkdir -p /boot/efi/EFI/tools

# 3. 将工具拷贝进去
sudo cp setup_var.efi /boot/efi/EFI/tools/setup_var.efi

使用 efibootmgr 注册启动项:

使用 efibootmgr 注册启动项目

# -L: 启动项名称
# -d: 硬盘设备路径
# -p: 分区编号（使用fdisk -l检查EFI分区编号）
# -l: 文件相对于 EFI 分区根目录的路径（注意反斜杠）
sudo efibootmgr -c -L "BIOS_MOD_TOOL" -d /dev/sda -p 1 -l '\EFI\tools\setup_var.efi'

这个命令执行会输出：

使用 efibootmgr 注册启动项目的输出信息

BootCurrent: 0000
Timeout: 1 seconds
BootOrder: 0002,0000,0001
Boot0000* Ubuntu	HD(1,GPT,f9f0a47a-7c24-4d19-93fa-6d7a6f4435a3,0x800,0x219800)/File(\EFI\ubuntu\shimx64.efi)
Boot0001* UEFI: SDLF1CRR-019T-1HA1	HD(1,GPT,f9f0a47a-7c24-4d19-93fa-6d7a6f4435a3,0x800,0x219800)/File(EFI\boot\bootx64.efi)0000424f
Boot0002* BIOS_MOD_TOOL	HD(1,GPT,f9f0a47a-7c24-4d19-93fa-6d7a6f4435a3,0x800,0x219800)/File(\EFI\tools\setup_var.efi)

由于上述步骤是注册从硬盘启动的EFI，所以可以绕过 Dell Precision T5820 工作站的安全限制

重启系统，按 F12 ，选择 BIOS_MOD_TOOL 运行

但是T5820启动后执行了 Pre-boot System Performance Check 后提示 Hardware scan complete with no issues. No bootable devices were found! Possible causes could be a corrupt OS image or a boot device is not enabled in BIOS setup. `` ，然后只提供了一个 ``Shutdown按钮

gemini提示( 事后排查发现gemini的解释是错的 ):

No bootable devices were found ：说明 Dell 的固件已经扫描了你的 EFI 分区，但它拒绝承认 setup_var.efi 是一个有效的引导文件
Pre-boot System Performance Check : 这说明 BIOS 在尝试加载该文件时触发了自检
关机原因 ：这不是因为安全拦截，而是因为该 .efi 文件可能与 T5820 这种基于 Intel Scalable (Xeon W) 架构的底层 EFI 运行时环境（Runtime Services）不兼容，导致固件加载器在 PE 头部校验或入口函数执行时直接崩溃，随后 BIOS 逻辑认为没有可用的引导设备，只能引导你关机。 这个解释存疑

注入硬盘引导方法(grub):实践失败

警告

这段gemini指导实践下来行不通，原因是 setup_var.efi 是一个独立的UEFI shell中执行的工具，而不是efi启动盘。

这里保留只是为了今后参考知道自己错在哪里!

由于上述 efibootmgr 执行 setup_var.efi 失败，改为采用先启动GRUB，然后在grub中执行efi命令: 因为 GRUB 是由 Ubuntu 正确签名并被 BIOS 信任的，它已经获得了执行权限，所以能够执行自定义的 efi 指令

修改 /etc/default/grub 设置启动时显示GRUB菜单并提供10秒钟超时以便选择输入命令 c :

修改 /etc/default/grub 配置

# 待补充

更新grub:

更新grub

update-grub

然后在GRUB启动菜单中按下 c 来进入GRUB命令行，输入:

在GRUB命令行输入

# 1. 确认你的 EFI 分区编号
ls

# 我的输出信息是: (proc) (memdisk) (hd0) (hd1) (hd1,gpt3) (hd1,gpt2) (hd1,gpt1) (hd2) (hd3) (lvm/ubuntu--vg-ubuntu--lv)

# 通常会显示 (hd0,gpt1) 这种，尝试找到包含 EFI 文件夹的那个
ls (hd1,gpt1)/EFI/

# 2. 链式加载工具
chainloader (hd1,gpt1)/EFI/tools/setup_var.efi

# 3. 运行
boot

这里我遇到了报错:

启动报错

Application failed, r = 2
error: image not loaded.

gemini提示上述错误( 这段解释是gemini强行挽尊 ): 是因为GRUB 试图加载这个文件，但 EFI 固件在校验该文件的 PE 头部时发现其不符合 T5820 这种工作站级别主板的严格内存对齐或签名要求。由于 T5820 是 Xeon 平台，它的 EFI 实现非常保守。所以gemini建议我采用OpenCore 社区维护的、极其稳定的 modGRUBShell.efi （也叫 ControlMsrE2.efi 的变体）

通过UEFI shell运行setup_var.efi

仔细阅读了setup_var.efi的README，了解到这个工具实际是在UEFI shell中执行的独立程序(我应该早点看README)，这样思路就改成应该先启动一个完整的UEFI shell，然后在 shell> 中运行这个变量设置程序 setup_var.efi

从 pbatard/UEFI-Shell 下载最新版本的UEFI shell，这个UEFI shell是从EDK2 源码编译的目前社区里最标准、兼容性最好的 UEFI Shell 二进制分发版。

之前遇到的 r = 2 报错是因为 setup_var.efi 运行需要一个SHELL环境。这个 shell.efi 会提供完整的指令集（如 map, ls, cd），它能像一个微型操作系统一样，为 setup_var.efi 提供必要的运行支撑。

将下载的 shellx64.efi 同样复制到 /boot/efi/EFI/tools 目录

复制 shell.efi

cp shellx64.efi /boot/efi/EFI/tools/

为了避免每次都手工去输入繁杂的GRUB命令，将 shell.efi 集成到GRUB菜单中，编辑 /etc/grub.d/40_custom :

配置 /etc/grub.d/40_custom 将shell.efi集成到GRUB菜单

#!/bin/sh
exec tail -n +3 $0
# This file provides an easy way to add custom menu entries.  Simply type the
# menu entries you want to add after this comment.  Be careful not to change
# the 'exec tail' line above.
menuentry "Enter UEFI Shell" {
    insmod fat
    insmod chain
    set root='(hd1,gpt1)'
    chainloader /EFI/tools/shell.efi
}

然后更新GRUB并重启:

更新grub

update-grub

重启后选择进入UEFI shell后，首先执行 map -r ，可以看到系统中的各个分区，按照分区前面的标号进入分区，例如 FS1: 回车以后，执行 ls 看有没有看到工具。不行就换一个分区
进入工具目录:

进入工具目录

FS0:

ls

cd EFI/tools

ls

# 此时可以看到 FS:\EFI\tools\ 目录下的 setup_var.efi 和 shell.efi
# 现在就可以运行 setup_var.efi 了

setup_var.efi 运行的命令方法比较奇特，我看了一会儿README明白了大概的使用方法:

简单的读取和设置方法

# 读取变量时，先指定区域如 Setup 或 CpuSetup
# 然后在 : 符号后面跟上Offset偏移量
# 例如，这里读取偏移量0x5c2
setup_var.efi Setup:0x5c2

# 这里我看到返回结果是 Setup:0x5c2=0x00

#============

# 如果要读取偏移量位置的2个字节，则再加上(2)
setup_var.efi Setup:0x5c2(2)

# 这里我看到返回结果是 Setup:0x5c2=0x0000

#=============

# 现在把偏移量 0x5c2 位置内容改成 0x01 表示256MB
setup_var.efi Setup:0x5c2=0x01

# 这是看到返回结果 Setup:0x5c2=0x01
# 可以再次用 setup_var.efi Setup:0x5c2 命令查看确认该位置已经写入了新数据0x01

备注

实践到这一步，我已经了解了如何通过 setup_var.efi 调整UEFI模式的BIOS参数，也算实践有所收获。

不过，这次实践没有解决在 Dell Precision T5820 工作站上安装 AMD Radeon Instinct MI50 的启动问题，原因我在本文开头做了说明总结。

参考

User:0xdc/Drafts/Configure Intel GPU Aperture Size via hidden UEFI settings Gentoo Linux提供了调整主板BIOS隐藏的UEIF设置来强制设置Aperture Size