BIOS-Update ohne optisches Laufwerk unter Linux

Einleitung

Dieser Artikel beschreibt BIOS-Updates für Linux-Benutzer. Insbesondere für diejenigen, die nicht über eine parallele Windows-Installation (Dual Boot) zum Einspielen verfügen.

fwupd ist für moderne ThinkPads der präferierte Weg für Firmware-Updates. Die Methoden ab GRUB4DOS sind als historisch zu betrachten und werden nicht mehr gepflegt.

fwupd

Im Jahr 2018 hat Lenovo begonnen, BIOS- und weitere Firmware-Updates für ThinkPads über den Linux Vendor Firmware Service (LVFS) bereitzustellen. Als erste wurde die *60 Generation der Reihen T und X unterstützt. Zwischenzeitlich sind die P- und L-Reihen, sowie ausgewählte E-Modelle hinzugekommen.

Über das zugehörige Werkzeug fwupd lassen sich die Firmware-Updates bei laufendem Linux einspielen, wobei der eigentliche Flash-Vorgang beim nächsten Reboot stattfindet. Die Update-Dateien werden dazu in der EFI-Partition (ESP) "geparkt", die über genügend freien Speicherplatz verfügen muss. Das Flashen der sogenannten "UEFI Capsules" funktioniert sehr zuverlässig, Lenovos BIOS-Updates für Windows benutzen denselben Mechanismus.

fwupd wird mittlerweile von allen maßgeblichen Linux-Distributionen mit der Standardinstallation ausgeliefert oder kann aus deren Repositories nachinstalliert werden. Je nach Distribution und Desktop-Environment werden verfügbare Updates auch direkt am Desktop angeboten.

fwupd ist aufgrund der einfachen Nutzung und nahtlosen Integration - nicht nur für BIOS/EC, sondern auch für Akku, Docks, Fingerprint, Intel ME, SSD, Touchpad und TPM - für unterstützte Modelle und aktuelle Distributionen der präferierte Weg für Firmware-Updates.

Hinweis: Firmware Updates werden im LVFS stets erst einige Tage nach der Bereitstellung auf der Lenovo Downloadseite (siehe Links) veröffentlicht (absichtlich).

Voraussetzungen

• ThinkPad der Generation *60 (T460, X260, etc.) oder neuer
• Linux-Installation, die im UEFI-Modus bootet
• EFI System Partition (ESP) >= 260 MB
• Netzteil angeschlossen und Akku geladen
• Displaydeckel geöffnet - ansonsten werden bestimmte Updates nicht angeboten

Hinweis: es ist nicht erforderlich, die Kommandos mit Root-Rechten aufzurufen, denn die eigentliche Arbeit erledigt der Daemon fwupd im Hintergrund. Sollten für einen Reboot Root-Rechte erforderlich sein, wird das entsprechende Passwort abgefragt.

Ausführen

Folgendes Kommando holt die neuesten LVFS Metadaten zu verfügbaren Updates ab:

fwupdmgr refresh

Ob Updates verfügbar sind, zeigt optional das Kommando

 fwupdmgr get-updates

Das Einspielen der verfügbaren Updates startet das Kommando

fwupdmgr update

Bei Bedarf wird ein Reboot abgefragt.

Informationen

Mehr Details zu unterstützten Devices und Firmware-Versionen sowie -Updates zeigt das Kommando

 fwupdmgr get-devices | less

an. Es werden auch hilfreiche Hinweise wie "Device requires AC power to be connected" "Device cannot be updated while the lid is closed" gegeben.

Websuche

Die LVFS-Seite bietet im Kopf ein Eingabefeld mit Suchfunktion an. Eine Liste der neuesten, hochgeladenen Firmware findet sich hier.

ISO Image auf USB-Stick

Voraussetzungen

• ThinkPad der Generation *90 (T490, X390, etc.) oder neuer – für ältere Modelle verwendet man stattdessen die nachfolgende El-Torito-Methode
• Ein USB Stick > 260 MB, Formatierung egal
• ISO-Image des BIOS-Updates als Download von der Lenovo Website (siehe Links)
• Netzteil angeschlossen und Akku geladen

Hinweis: das Update-Medium muss im UEFI-Modus gebootet werden

Allgemein: Device sdX des Sticks ermitteln

Vorsicht: eine falsche Angabe des Device kann katastrophale Auswirkungen auf das installierte System haben, so ist z.B. sda häufig die Systemplatte.

Das Device kann man mit dem Kommando

lsblk -p -o NAME,VENDOR,MODEL,SIZE,TYPE,SERIAL

herausfinden. Dabei auf den Hersteller (Spalte VENDOR) und/oder die Grösse (Spalte SIZE) achten. Beispiel:

NAME                       VENDOR   MODEL                            SIZE TYPE  SERIAL
/dev/sdb                   BUFFALO  USB Flash Disk                   3,8G disk  A000000000012345

Alternativ kann man dmesg verwenden. Dazu führt man unmittelbar nach dem Anstecken folgendes Kommando aus:

dmesg | grep "Attached SCSI removable disk" | tail -1

In der Ausgabe ist das gesuchte Device zu sehen:

[ 1234.567890] sd 0:0:0:0: [sdb] Attached SCSI removable disk

Hinweis: sdX darf nicht mit einer Partitionsnummer, wie z.b. sdb1, weiter spezifiziert werden. Es wird stets das gesamte Device beschrieben.

ISO Image auf USB-Stick schreiben

Für den Schreibvorgang wird das Device sdX des Sticks benötigt, das man wie oben beschrieben ermittelt. Es wird angenommen, dass das Image ins Verzeichnis ~/Downloads heruntergeladen wurde und thinkpadbios.iso heißt. Device, Name und ggf. Pfad müssen im gezeigten Kommando angepasst werden.

Folgendes Kommando schreibt das Image auf den Stick:

sudo cp -v ~/Downloads/thinkpadbios.iso /dev/sdX && sync

Ausführen

System neu starten. Beim Lenovo/ThinkPad Logo mit [F12] das Boot Menü aufrufen, mit den Pfeiltasten den USB Stick selektieren und mit [Enter] bestätigen. Den Anweisungen des Update-Programms folgen.

El Torito Image auf USB-Stick

Voraussetzungen

• ThinkPad der Generation *20 (T420, X220, etc.) oder neuer mit UEFI – für noch ältere Modelle verwendet man stattdessen die GRUB4DOS-Methode
• Ein USB Stick > 260 MB, Formatierung egal
• ISO-Image des BIOS-Updates als Download von der Lenovo Website (siehe Links)
• geteltorito Version 0.6
• Netzteil angeschlossen und Akku geladen

Hinweis: die Update-Medien für die *20 Generation booten im Legacy Modus (CSM), neuere Modelle ab der *30 Generation müssen im UEFI-Modus gebootet werden. Um beiden Fällen gerecht zu werden, stellt man im UEFI-Setup unter "Startup" eine der folgenden Kombinationen ein:

UEFI/Legacy Boot	Both	Both
UEFI/Legacy Boot Priority	UEFI first	Legacy first

geteltorito installieren

Seit dem 01.06.2024 ist das geteltorito PERL Skript umgezogen. geteltorito lädt man sich nun von der Github-Seite des Autors mit

git clone https://github.com/rainer042/geteltorito.git

ins selbe Verzeichnis wie das ISO-Image herunter und macht es ausführbar mit:

 chmod +x geteltorito.pl 

Alternative Downloadmöglichkeit

 wget https://download.linrunner.de/scripts/geteltorito.pl
 chmod +x geteltorito.pl

El Torito Image aus ISO extrahieren

Das El Torito Boot Image (.img) extrahiert man aus dem Update-ISO (.iso) mit

./geteltorito.pl -o thinkpadbios.img thinkpadbios.iso

Hinweis: thinkpadbios.iso ersetzt man durch den tatsächlichen Namen des ISOs.

El Torito Image auf USB-Stick schreiben

Für den Schreibvorgang wird das Device sdX des Sticks benötigt, das man wie oben beschrieben ermittelt, in das folgende Kommando einsetzt und es ausführt:

sudo cp -v thinkpadbios.img /dev/sdX && sync

Alternativ mit dd:

sudo dd if=thinkpadbios.img of=/dev/sdX bs=1M status=progress && sync

Ausführen

System neu starten. Beim Lenovo/ThinkPad Logo mit [F12] das Boot Menü aufrufen, mit den Pfeiltasten den USB Stick selektieren und mit [Enter] bestätigen. Den Anweisungen des Update-Programms folgen.

GRUB4DOS mit USB-Stick

Voraussetzungen

• Ein frisch mit FAT32 formatierter, leerer USB Stick > 100 MB
• ISO-Image des BIOS-Updates als Download von der Lenovo Website (siehe Links)

Optional: Erzeugen des ISO aus einem "Non-Diskette"-BIOS

Falls für das betreffende ThinkPad-Modell kein ISO zum Download angeboten wird, lädt man das "Non-Diskette"-BIOS herunter. Um aus diesem ein ISO zu erzeugen, werden für Debian/Ubuntu die Pakete

• cabextract sowie
• genisoimage bzw. mkisofs

benötigt, andere Distributionen können abweichen.

Mit folgenden Befehl wird die EXE-Datei entpackt:

cabextract 70uj29ud.exe -d ./BIOS

Wobei 70uj29ud.exe auf den entsprechenden Dateinamen angepasst werden muss. ./BIOS ist ein Unterordner im aktuellen Ordner der von cabextract erstellt wird, um die entpackten Dateien abzulegen. Der Name kann frei editiert bzw. die Option -d komplett weggelassen werden, um die Dateien an anderer Stelle zu entpacken.

Im Anschluß wechselt man in das oben eingetragene Verzeichnis

cd BIOS

und erstellt mit folgendem Befehl aus dem entpacktem IMG ein ISO:

genisoimage -b 70uj29ud.img -c boot.catalog -o thinkpadbios.iso .

Hiermit wird im aktuellen Verzeichnis (.) die Datei thinkpadbios.iso erzeugt, die nachfolgend weiter verwendet werden kann.

Erstellen des bootfähigen USB-Sticks

ISO-Image auf den Stick kopieren

cp /pfad/zur/iso-datei /media/name-des-sticks/thinkpadbios.iso
sync

GRUB4DOS herunterladen, auspacken

wget https://sourceforge.net/projects/grub4dos/files/GRUB4DOS/grub4dos%200.4.4/grub4dos-0.4.4.zip
unzip grub4dos-0.4.4.zip
cd grub4dos-0.4.4
cp grldr /media/name-des-sticks/

Zum Installieren von GRUB4DOS wird das korrekte Device sdX des Sticks benötigt.

GRUB4DOS installieren

Das vorstehend ermittelte Device sdX setzt man nun in folgendes Kommando ein und führt es aus:

sudo ./bootlace.com /dev/sdX

Ausgabe:

Disk geometry calculated according to the partition table:
       Sectors per track = xx, Number of heads = yyy
Success.

GRUB4DOS konfigurieren

Zuletzt erstellt man die Datei menu.lst auf dem Stick:

gedit /media/name-des-sticks/menu.lst

Inhalt:

color blue/green yellow/red white/magenta white/magenta
timeout 30
default /default

title ThinkPad BIOS Update
map (hd0,0)/thinkpadbios.iso (hd32)
map --hook
chainloader (hd32)
boot

Ausführen

Die Ausführung des Updates per GRUB ist am Ende dieses Artikels zusammengefaßt.

Boot-Option memdisk auf lokaler Festplatte (nur BIOS)

Mit GRUB lässt sich ein DOS-Boot-Image normalerweise nicht direkt starten, deshalb wird hier der Umweg über memdisk aus dem Syslinux-Projekt erklärt. Seit Ubuntu 14.04 gibt es allerdings das Paket grub-imageboot, mit dem man es auch versuchen könnte.

Hinweis: Dieser Abschnitt funktioniert sinngemäß auch unter anderen Distributionen mit GRUB 2, nur das Paket syslinux-common heißt eventuell anders oder fehlt.

Voraussetzungen

• Ubuntu 12.04 oder höher auf Festplatte installiert (kein Livesystem)
• GRUB 2 (ist bei einem neu installierten Ubuntu automatisch der Fall)
• ISO-Image (notfalls selbst konvertieren) des BIOS-Updates als Download von der Lenovo Website (siehe Links)
• Netzteil angeschlossen und Akku geladen

Installation

ISO-Image kopieren

Den Download kopiert man nach /boot:

sudo cp /pfad/zur/iso-datei /boot/thinkpadbios.iso

Syslinux einrichten

Ubuntu 12.04 und höher

Zu installieren ist das Paket

• syslinux-common

sudo apt-get install syslinux-common

Anschließend ist das enthaltene Werkzeug memdisk nach /boot zu kopieren

sudo cp /usr/lib/syslinux/memdisk /boot/

GRUB 2 konfigurieren

Mit einem Editor mit Root-Rechten bearbeitet man die Datei /etc/grub.d/40_custom und fügt folgende Zeilen am Ende hinzu:

menuentry "ThinkPad BIOS Update" {
      set root='(hd0,1)' # diese Zeile analog den vorhandenen Einträgen in /boot/grub/grub.cfg anpassen!
      linux16 /boot/memdisk iso
      initrd16 /boot/thinkpadbios.iso
}

Hat man für /boot eine separate Partition eingerichtet, lauten die Einträge so:

menuentry "ThinkPad BIOS Update" {
      set root='(hd0,1)' # diese Zeile analog den vorhandenen Einträgen in /boot/grub/grub.cfg anpassen!
      linux16 /memdisk iso
      initrd16 /thinkpadbios.iso
}

Um beim Systemstart das GRUB-Bootmenü anzuzeigen, sind in der Datei /etc/default/grub die beiden folgenden Zeilen wie gezeigt mit '#' auszukommentieren:

#GRUB_HIDDEN_TIMEOUT=0
#GRUB_HIDDEN_TIMEOUT_QUIET=true

Zuletzt werden alle Änderungen an GRUB aktiviert mit

sudo update-grub

BIOS Update per GRUB ausführen

Wichtig: das BIOS-Update unbedingt mit geladenem Akku und angeschlossenen Netzteil durchführen!

System neu starten, ggf. per [F12] den USB-Stick auswählen und im GRUB-Bootmenü den Eintrag

• "ThinkPad BIOS Update"

auswählen.

Hinweis: bei einem UEFI-fähigen ThinkPad ist zu bedenken, dass der GRUB4DOS-USB-Stick nur im BIOS- d.h. Legacy-Modus gestartet werden kann. Dies ist im BIOS unter "Startup" entsprechend einzustellen: "Both", "Legacy first".

Nun den Anweisungen des Programms folgen.

Nach dem Update empfiehlt es sich, die BIOS-Einstellungen auf Defaults (Werkseinstellungen) zurückzusetzen:

• Beim Systemstart mit [F1] ins BIOS
• [F9] (Setup Defaults) [Enter] (Yes)
• eigene Anpassungen (z.B. SATA-Modus) wieder einpflegen
• [F10] (Save and Exit) [Enter] (Yes)
• sobald das ThinkPad-Logo erscheint, Gerät kurz ausschalten

Quellen und Links

• Lenovo Support Website – BIOS Downloads
• Forumsthread zu fwupd/LVFS
• 1, 2, 3 – Anleitungen auf thinkwiki.org
• GRUB 2 – Konfiguration des Bootloaders

Alternative Windows-basierte Methoden

• [1] – mit GRUB4DOS, UltraISO oder Phlash16-Kommandos