Formatieren für Profis: Die ultimative Anleitung, wie Sie direkt aus der Uefi-Shell eine Festplatte formatieren

In der Welt der Systemadministration, Datenwiederherstellung und fortschrittlichen Computerwartung ist der Zugriff auf die niedrigste Systemebene oft entscheidend. Während die meisten Benutzer eine Festplatte über das Betriebssystem oder einen Installationsassistenten formatieren, gibt es Szenarien, in denen das direkte Arbeiten in der UEFI Shell nicht nur vorteilhaft, sondern sogar notwendig ist. Dieser umfassende Leitfaden richtet sich an Profis und versierte Anwender, die lernen möchten, wie sie eine Festplatte direkt aus der UEFI-Shell vorbereiten und formatieren können – ein mächtiges Werkzeug für maximale Kontrolle und Effizienz.

Warum die UEFI-Shell zum Formatieren verwenden?

Die UEFI Shell ist eine textbasierte Kommandozeilenumgebung, die vor dem Laden des Betriebssystems auf einem System mit Unified Extensible Firmware Interface (UEFI) ausgeführt wird. Sie bietet eine einzigartige Umgebung für verschiedene Aufgaben, darunter das Diagnostizieren von Hardwareproblemen, das Flashen von Firmware, das Starten von Anwendungen und eben auch die Festplattenformatierung unter besonderen Umständen. Die Vorteile der Nutzung der UEFI-Shell sind vielfältig:

• Unabhängigkeit vom Betriebssystem: Sie können eine Festplatte formatieren, selbst wenn kein Betriebssystem installiert oder bootfähig ist. Dies ist ideal für die Erstinstallation oder Problembehebung.
• Maximale Kontrolle: Direkter Zugriff auf Hardware und Partitionierungstools ermöglicht eine präzise Steuerung über die Laufwerkskonfiguration.
• Automatisierungspotenzial: Batch-Skripte können in der UEFI-Shell ausgeführt werden, um wiederkehrende Aufgaben oder die Bereitstellung mehrerer Systeme zu automatisieren.
• Fehlerbehebung und Wiederherstellung: Wenn ein System nicht mehr bootet oder Partitionsprobleme vorliegen, kann die Shell ein Lebensretter sein.

Es ist wichtig zu verstehen, dass die UEFI-Shell selbst keine nativen Befehle wie `fdisk` oder `mkfs` für die umfassende Festplattenformatierung besitzt, wie man sie aus Linux oder Windows kennt. Ihre Stärke liegt jedoch darin, externe EFI-Anwendungen und Betriebssystem-Installationsmedien zu starten, die diese Funktionen bereitstellen. Genau diesen Ansatz werden wir in den folgenden Abschnitten beleuchten.

Vorbereitung: Was Sie brauchen

Bevor Sie mit der Arbeit in der UEFI-Shell beginnen, stellen Sie sicher, dass Sie die folgenden Punkte vorbereitet haben:

1. Backup Ihrer Daten: Dieser Schritt ist absolut kritisch. Das Formatieren einer Festplatte löscht alle darauf befindlichen Daten unwiederbringlich. Stellen Sie sicher, dass Sie alle wichtigen Informationen gesichert haben.
2. Zugriff auf die UEFI-Shell:
   • Integrierte Shell: Viele moderne UEFI-Firmwareversionen haben eine integrierte Shell. Sie können darauf oft über die Boot-Optionen (z.B. F2, Entf, F10, F12 beim Start) zugreifen.
   • Bootfähiger USB-Stick mit UEFI Shell: Falls Ihr System keine integrierte Shell hat, können Sie einen USB-Stick mit der Shell-Anwendung (.efi-Datei) erstellen. Laden Sie dazu die aktuelle Shell-Version (z.B. von EDK II oder TianoCore) herunter und legen Sie die `Shell.efi`-Datei in den Ordner `EFIBOOT` auf einem FAT32-formatierten USB-Stick ab. Benennen Sie sie gegebenenfalls in `BOOTX64.EFI` um.
3. Installationsmedium (Windows oder Linux): Da die UEFI-Shell selbst keine Formatierungstools bietet, benötigen Sie ein bootfähiges Windows-Installationsmedium (USB oder DVD) oder einen Linux Live-USB-Stick. Diese Medien enthalten die notwendigen Partitionierungs- und Formatierungswerkzeuge, die wir über die UEFI-Shell starten werden.
4. Kenntnis der Befehle: Eine grundlegende Vertrautheit mit Kommandozeilenbefehlen ist von Vorteil.

Zugriff auf die UEFI-Shell

Der erste Schritt besteht darin, die UEFI-Shell zu starten. Dies geschieht in der Regel über die Boot-Menü-Optionen Ihres Systems:

1. Schalten Sie Ihren Computer ein und drücken Sie wiederholt die Taste für das BIOS/UEFI-Setup (oft Entf, F2, F10 oder F12).
2. Navigieren Sie im UEFI-Menü zu den Boot-Optionen.
3. Suchen Sie nach einer Option wie „Launch EFI Shell from filesystem device” oder wählen Sie Ihren vorbereiteten USB-Stick aus, auf dem sich die `Shell.efi`-Datei befindet. Stellen Sie sicher, dass Ihr USB-Stick als FAT32 formatiert ist und die Shell-Datei im richtigen Pfad (`EFIBOOTBOOTX64.EFI`) liegt.
4. Bestätigen Sie Ihre Auswahl, und das System sollte in die UEFI-Shell booten. Sie sehen dann eine Kommandozeilenoberfläche mit einem Prompt wie `Shell>` oder `FS0:>`.

Laufwerke identifizieren in der UEFI-Shell

Bevor Sie Änderungen an einer Festplatte vornehmen können, müssen Sie wissen, welche Laufwerke verfügbar sind und wie sie von der UEFI-Shell referenziert werden. Der wichtigste Befehl hierfür ist der map-Befehl:

map -r

Der Befehl `map -r` aktualisiert die Geräteliste und zeigt eine Übersicht aller erkannten Dateisysteme (FS0, FS1, etc.) und Blockgeräte (BLK0, BLK1, etc.) an. Notieren Sie sich die Zuordnungen:

• FSx: Steht für ein Dateisystem (File System). Dies sind meist FAT32-Partitionen, wie z.B. Ihre USB-Sticks oder die EFI-Systempartition (ESP).
• BLKy: Steht für ein Blockgerät (Block Device). Dies sind Ihre physischen Festplatten (SSDs, NVMe-Laufwerke, HDDs) und deren Partitionen. Ein Blockgerät kann mehrere Dateisysteme (FSx) enthalten.

Beispielausgabe des `map`-Befehls:

Shell> map -r
Mapping table
      FS0: HardDisk(Rx,Gpthx)/...
      FS1: HardDisk(Rx,Gpthx)/...
      FS2: USB(...)/...
      BLK0: HardDisk(Rx,Gpthx)
      BLK1: HardDisk(Rx,Gpthx)
      ...

Achten Sie auf die Beschreibungen, um Ihr Installationsmedium (USB-Stick) und die Ziel-Festplatte zu identifizieren. Oft hilft auch die Größe des Laufwerks. Für weitere Informationen zu Blockgeräten können Sie den Befehl `disk -l` verwenden, um detailliertere Informationen zu den physischen Laufwerken zu erhalten.

Die Herausforderung: Native Formatierungsbefehle und die Lösung

Wie bereits erwähnt, verfügt die reine UEFI-Shell nicht über die leistungsstarken Partitionierungs- und Formatierungsbefehle, die für eine professionelle Festplattenvorbereitung erforderlich sind. Stattdessen nutzen wir die Fähigkeit der Shell, externe EFI-Anwendungen zu starten. Die gängigsten und effektivsten Wege, dies zu tun, sind über:

1. Ein Windows PE (Preinstallation Environment) Medium, das Diskpart enthält.
2. Ein Linux Live System, das GParted oder fdisk/mkfs-Tools bereithält.

Lösung 1: Festplatte formatieren mit Diskpart über ein Windows PE Medium

Dies ist oft der bevorzugte Weg für Windows-Benutzer, da er eine sehr detaillierte Kontrolle über die Partitionierung bietet, insbesondere für die Einrichtung von GPT-Partitionstabellen (GUID Partition Table), die für UEFI-Systeme Standard sind.

Schritt 1: Windows PE (Installationsmedium) über die UEFI-Shell starten

1. Stellen Sie sicher, dass Ihr Windows-Installations-USB-Stick (oder DVD) an den Computer angeschlossen ist.
2. Verwenden Sie den Befehl `map -r`, um Ihr Windows-Installationsmedium zu identifizieren (z.B. `FS0:`).
3. Navigieren Sie zum Root-Verzeichnis des Installationsmediums. Beispiel:

   FS0:

4. Um `diskpart` auszuführen, müssen Sie normalerweise die Windows PE-Umgebung booten. Die UEFI-Shell kann direkt die `bootx64.efi` Datei auf dem USB-Stick starten, die die Windows-Installation einleitet oder in den Wiederherstellungsmodus bootet.

   FS0:EFIBOOTBOOTX64.EFI

   Dies startet den Windows-Installationsassistenten. Anstatt die Installation fortzusetzen, wählen Sie auf dem ersten Bildschirm „Computerreparaturoptionen” (Repair your computer), dann „Problembehandlung” (Troubleshoot) und schließlich „Eingabeaufforderung” (Command Prompt).

Schritt 2: Diskpart in der Eingabeaufforderung verwenden

Nachdem die Eingabeaufforderung geöffnet ist, geben Sie `diskpart` ein und drücken Sie Enter. Sie befinden sich nun im Diskpart-Tool.

X:Sources>diskpart

Hier sind die entscheidenden Diskpart-Befehle zum Formatieren einer Festplatte für eine typische UEFI-Installation (mit GPT):

1. Verfügbare Festplatten auflisten:

   list disk

   Dies zeigt Ihnen alle erkannten physischen Festplatten an (Disk 0, Disk 1, etc.). Identifizieren Sie die Festplatte, die Sie formatieren möchten, anhand ihrer Größe.

2. Festplatte auswählen:

   select disk <Nummer_der_Festplatte>

   Ersetzen Sie `` durch die tatsächliche Nummer, z.B. `select disk 0`.

3. Alle Partitionen und Daten löschen:

   clean

   Dieser Befehl löscht alle Partitionen und Signaturen von der Festplatte. ACHTUNG: ALLE DATEN WERDEN GELÖSCHT!

4. Festplatte in GPT konvertieren (für UEFI):

   convert gpt

   Dies erstellt eine GPT-Partitionstabelle, die für UEFI-Boot erforderlich ist.

5. EFI-Systempartition (ESP) erstellen:

   create partition efi size=100

   Die ESP ist eine kleine FAT32-Partition (normalerweise 100-300 MB), die die Bootloader-Dateien enthält.

6. ESP formatieren:

   format quick fs=fat32 label="System"

   Formatiert die ESP schnell mit FAT32 und gibt ihr den Namen „System”.

7. Microsoft Reserved Partition (MSR) erstellen:

   create partition msr size=16

   Die MSR ist eine kleine Partition (normalerweise 16 MB), die von Windows für interne Zwecke reserviert wird und keine Dateisystemzuweisung erhält.

8. Hauptpartition erstellen (für das Betriebssystem):

   create partition primary

   Erstellt eine primäre Partition, die den restlichen Speicherplatz der Festplatte einnimmt. Sie können auch `size=<Größe_in_MB>` hinzufügen, wenn Sie mehrere primäre Partitionen wünschen.

9. Hauptpartition formatieren:

   format quick fs=ntfs label="Windows"

   Formatiert die Hauptpartition schnell mit NTFS und gibt ihr den Namen „Windows”.

10. Buchstaben zuweisen (optional, aber nützlich):

    assign letter=C

    Weist der Hauptpartition den Laufwerksbuchstaben C zu. Dies ist oft für die Installation nützlich.

11. Beenden von Diskpart:

    exit

12. Eingabeaufforderung schließen:

    exit

Ihre Festplatte ist nun optimal für eine Windows UEFI-Installation vorbereitet und formatiert. Sie können jetzt den Installationsassistenten fortsetzen oder ein anderes Betriebssystem installieren.

Lösung 2: Festplatte formatieren mit Linux Live System oder spezialisierten EFI Partitionstools

Für Linux-Affine oder wenn Sie Zugriff auf Open-Source-Tools bevorzugen, können Sie ein Linux Live-System über die UEFI-Shell starten.

Schritt 1: Linux Live-USB-Stick über die UEFI-Shell starten

1. Erstellen Sie einen bootfähigen Linux Live-USB-Stick (z.B. Ubuntu, GParted Live), der UEFI-Boot unterstützt. Stellen Sie sicher, dass die EFI-Boot-Datei (oft `bootx64.efi`) im richtigen Verzeichnis (`EFI/BOOT/`) auf dem Stick liegt.
2. Schließen Sie den USB-Stick an und starten Sie die UEFI-Shell, wie zuvor beschrieben.
3. Identifizieren Sie Ihren USB-Stick mit `map -r` (z.B. `FS0:`).
4. Navigieren Sie zum USB-Stick und starten Sie die EFI-Boot-Datei:

   FS0:
   cd EFIBOOT
   bootx64.efi

   Dies sollte das Linux Live-System starten. Wählen Sie die Option, das System im „Live-Modus” oder „Try without installing” zu starten.

Schritt 2: Partitionierung und Formatierung in Linux

Sobald Sie im Linux Live-System sind, können Sie dessen mächtige Partitionierungs- und Formatierungstools nutzen:

• GParted (grafisch): Suchen Sie im Anwendungsmenü nach „GParted” oder „Partition Editor”. Dies ist ein intuitives grafisches Tool, mit dem Sie Partitionen erstellen, löschen, in der Größe ändern und formatieren können. Wählen Sie die richtige Festplatte (z.B. `/dev/sda`, `/dev/nvme0n1`) aus dem Dropdown-Menü. Sie können hier einfach die gesamte Festplatte löschen, eine neue GPT-Partitionstabelle erstellen und dann die gewünschten Partitionen (z.B. FAT32 für ESP, ext4 für Linux-System, NTFS für Windows-Daten) erstellen und formatieren.
• fdisk/gdisk (Kommandozeile): Öffnen Sie ein Terminal und verwenden Sie `fdisk` (für MBR) oder `gdisk` (für GPT).

  sudo gdisk /dev/sda

  Hier können Sie Partitionen erstellen, löschen und den Partitionstyp ändern. Zum Beispiel können Sie eine ESP erstellen (Type `EF00`) und eine Hauptpartition.

• mkfs (Kommandozeile): Nach der Partitionierung können Sie die Dateisysteme manuell erstellen:

  sudo mkfs.fat -F 32 /dev/sda1   # Für die EFI System Partition
  sudo mkfs.ext4 /dev/sda2        # Für eine Linux-Partition
  sudo mkfs.ntfs /dev/sda3        # Für eine NTFS-Partition

  Ersetzen Sie `/dev/sdaX` durch die tatsächlichen Gerätenamen und Partitionsnummern Ihrer Festplatte.

Nachdem Sie die Festplatte wie gewünscht formatiert haben, können Sie das Linux Live-System herunterfahren und Ihren Computer neu starten.

Wichtige Überlegungen und Best Practices

• GPT vs. MBR: Für moderne UEFI-Systeme ist die GPT-Partitionstabelle der Standard. Die ältere MBR-Tabelle (Master Boot Record) wird für Legacy-BIOS-Systeme verwendet. Stellen Sie sicher, dass Sie die richtige Tabelle für Ihr System verwenden.
• EFI System Partition (ESP): Diese kleine FAT32-Partition ist für UEFI-Boot unerlässlich. Ohne sie kann Ihr System nicht booten.
• Datenrettung: Seien Sie äußerst vorsichtig bei der Auswahl der Festplatte. Ein Fehler kann zum unwiederbringlichen Verlust wichtiger Daten führen. Im Zweifelsfall trennen Sie alle anderen Festplatten physisch ab.
• Treiber: In seltenen Fällen, insbesondere bei neuen NVMe-SSDs, kann es sein, dass die UEFI-Shell (oder das gestartete PE-System) den Controller nicht sofort erkennt. Sie müssten dann gegebenenfalls spezielle EFI-Treiber für den Controller laden.
• Aktualität der Tools: Verwenden Sie immer aktuelle Versionen von Installationsmedien oder Live-Systemen, um die beste Hardware-Unterstützung und Kompatibilität zu gewährleisten.

Fazit

Die UEFI Shell ist ein mächtiges Werkzeug in den Händen eines Profis. Obwohl sie selbst keine direkten Formatierungsbefehle bietet, ermöglicht sie das Starten von spezialisierten EFI-Anwendungen oder Betriebssystem-Installationsmedien, die diese Funktionen bereitstellen. Durch die Beherrschung dieser Technik können Sie Festplatten präzise und effizient vorbereiten, selbst wenn herkömmliche Betriebssysteme nicht verfügbar sind. Ob Sie ein System für eine Erstinstallation vorbereiten, Boot-Probleme beheben oder kundenspezifische Bereitstellungsskripte erstellen – die Fähigkeit, eine Festplatte direkt aus der UEFI-Shell zu formatieren, ist eine unschätzbare Fähigkeit im Toolkit jedes technischen Experten. Gehen Sie stets mit Sorgfalt vor und überprüfen Sie Ihre Befehle doppelt, um Datenverlust zu vermeiden.