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深入UEFI内核(一)ResetVector

Posted on 2015-07-12 10:17 djx_zh 阅读(12125) 评论(3)  编辑 收藏 引用

深入UEFI内核

前面通过《UEFI原理与编程》一书介绍了如何使用UEFI编写应用程序和驱动,编程一书是从上层应用和驱动开发者的角度认识UEFI的,UEFI就像一个黑盒子,书中详细介绍了这个黑盒子的表面(即UEFI提供给上层开发者的接口和服务)。接口通过Protocol呈现给开发者。主要的Protocol包括控制台输入输出Protocol;文件及硬盘Protocol;操作外部设备的Protocol(PciIo等);驱动框架Protocol;人机交互接口Protocol;网络Protocol。服务通过启动服务和运行时服务提供,主要包括Protocol服务,内存管理服务,事件管理服务等。UEFI虽然庞大,但它通过模块化被很清晰的组织在一起,当逐步掌握了这些主要的Protocol和服务之后,UEFI也就变得简单起来,那么是时候深入到这个盒子内部,了解UEFI内核的运行机制了。 
下面将以系统启动过程为主线介绍UEFI内核。

第一条指令(ResetVector)

先说结论:X86 CPU启动后,将从地址0xFFFFFFF0处开始执行(此地址并非内存地址。此时,内存还远远没有初始化。)。这一章来看X86系统是如何实现这一点的。 
加电或者RESET针脚被激发(Assert)后[ref intel] CPU会经历如下几个过程: 
1. CPU首先会进行硬件初始化(hardware reset)。 
2. 然后是可选的自检过程(BIST built-in self-test)。 
3. CPU开始执行第一条指令。从此开始CPU进入软件初始化过程。

1.CPU硬件初始化

CPU硬件初始化完成后,CPU被设置为实地址模式,地址无分页。所有寄存器被初始化为特定的值, Cache、TLB(Translation Lookup Table)、BLB(Branch Target Buffer)这三个部件的内容被清空(Invalidate)。

2.自检

CPU硬件初始化过程中,硬件可能请求执行自检。如果执行自检,自检完成后,EAX的值为自检错误码,0表示没有任何错误;

3.第一条指令

现在,完事俱备,CPU已经准备好,迫不及待地要执行第一条指令了。且慢,这是一个重要的时刻,此刻决定了CPU能否正常指令,让我们详细了解一下CPU目前的状态。 
表1-1 CPU初始化后的寄存器(部分)

RegisterPentium 4 and Intel Xeon ProcessorP6 Family Processor Including DisplayFamily = 06H)Pentium Processor
EFLAGS100000002H00000002H00000002H
EIP0000FFF0H0000FFF0H0000FFF0H
CR060000010H60000010H60000010H
CR2, CR3, CR400000000H00000000H00000000H
CSSelector = F000H 
Base = FFFF0000H 
Limit = FFFFH 
AR = Present, R/W, Accessed
Selector = F000H
Base = FFF0000H
Limit = FFFFH
AR = Present, R/W, Accessed
Selector = F000H
Base = FFFF0000H
Limit = FFFFH
AR = Present, R/W, Accessed
SS, DS, ES, FS, GSSelector = 0000H
Base = 00000000H
Limit = FFFFH
AR = Present, R/W, Accessed
Selector = 0000H
Base = 00000000H 
Limit = FFFFH
AR = Present, R/W, Accessed
Selector = 0000H
Base = 00000000H
Limit = FFFFH
AR = Present, R/W, Accessed
EDX00000FxxH000n06xxH000005xxH
EAX000
EBX, ECX, ESI, EDI, EBP,ESP00000000H00000000H00000000H

此处我们最关心的是指令执行相关的两个寄存器EIP(Instruction Pointer)、CS(Code Segment)。 
在实地址模式下(寄存器字长为16位),指令的物理地址是CS << 4 + EIP。段寄存器CS左移四位作为基址,再加上作为偏移的EIP,最终形成指令的物理地址。现代CPU中为了加速指令地址的计算,为每个段寄存器增加了两个寄存器:Base和Limit。Base存放基址,Limit存放最大偏移值。Base和Limit寄存器不能通过指令直接读写,他们的值是在写段寄存器时由CPU自动设置的。通常Base等于段寄存器左移四位,如果CS的值为0xF000,CS的Base寄存器则为0xF0000,但CPU初始化时例外。从表1-1可以看出CS的值为0xF000, 但其Base为0xFFFF0000,EIP为0xFFF0,此时对应的指令地址为0xFFFF0000+0xFFF0 = 0xFFFFFFF0。0xFFFFFFF0就是CPU将要执行的第一条指令。这造成这样一个有趣的事实,16位程序眼中的指令地址空间0x0000~0xFFFF(大小为64K)被CPU翻译到物理地址空间(0xFFFF0000~0xFFFFFFFF)。也就是说,从CPU初始化,到段寄存器被重写(通过跨段跳转指令)前,指令空间0x0000~0xFFFF通过段寄存器被映射到物理地址空间0xFFFF0000~0xFFFFFFFF。 
前面讲到第一条指令地址为0xFFFFFFF0,X86系统初始化时会将ROM中的固件映射的(0xFFFFFFFF-固件大小)~0xFFFFFFFF的地址空间。故而0xFFFFFFF0对应ROM中的某条指令,无论ROM中存放的是传统的BIOS固件,还是存放的UEFI固件,这个规则都是一样的。下面将从这天指令开始继续CPU初始化之旅。 
开始讲0xFFFFFFF0对应的指令之前,还要熟悉UEFI ROM的的结构。 
ROM固件(Flash Device binary image)由一个或多个Firmware volume(FV)构成,每个FV里存放了FFS Image(EFI Firmware File system),FFS Image则由多个EFI Section构成,EFI Section包含了PE32/PE32+/Coff Image文件。 
欲熟悉UEFI ROM的结构,先来看.fdf文件的格式。.fdf(Flash Description File)用于生成固件镜像,它由[Defines]、[FD]、[FV]等几个部分组成。

[Defines]

在[Defines]部分可以通过DEFINE定义本文件将要用到的宏,通过SET定义PCD的值。例如OvmfPkg的OvmfPkgX64.fdf文件的[Defines]为

  1. [Defines]
  2. !if $(TARGET) == RELEASE
  3. !ifndef $(FD_SIZE_2MB)
  4. DEFINE FD_SIZE_1MB=
  5. !endif
  6. !endif
  7. !include OvmfPkg.fdf.inc

!ifdef, !ifndef, !if, !elseif, !else and !endif 用于编写条件语句。$(TARGET)是EDK预定义的宏,其值为build命令-b选项的值。可以看出,编译Release版本时,通过DEFINE定义了FD_SIZE_1MB宏。 
然后通过!include包含了OvmfPkg.fdf.inc文件,OvmfPkg.fdf.inc内容如下

  1. DEFINE BLOCK_SIZE = 0x1000
  2. DEFINE VARS_SIZE = 0x20000
  3. DEFINE VARS_BLOCKS = 0x20
  4. !ifdef $(FD_SIZE_1MB)
  5. DEFINE FW_BASE_ADDRESS = 0xFFF00000
  6. DEFINE FW_SIZE = 0x00100000
  7. DEFINE FW_BLOCKS = 0x100
  8. DEFINE CODE_BASE_ADDRESS = 0xFFF20000
  9. DEFINE CODE_SIZE = 0x000E0000
  10. DEFINE CODE_BLOCKS = 0xE0
  11. DEFINE FVMAIN_SIZE = 0x000CC000
  12. DEFINE SECFV_OFFSET = 0x000EC000
  13. DEFINE SECFV_SIZE = 0x14000
  14. !else
  15. DEFINE FW_BASE_ADDRESS = 0xFFE00000
  16. DEFINE FW_SIZE = 0x00200000
  17. DEFINE FW_BLOCKS = 0x200
  18. DEFINE CODE_BASE_ADDRESS = 0xFFE20000
  19. DEFINE CODE_SIZE = 0x001E0000
  20. DEFINE CODE_BLOCKS = 0x1E0
  21. DEFINE FVMAIN_SIZE = 0x001AC000
  22. DEFINE SECFV_OFFSET = 0x001CC000
  23. DEFINE SECFV_SIZE = 0x34000
  24. !endif
  25. SET gUefiOvmfPkgTokenSpaceGuid.PcdOvmfFdBaseAddress = $(FW_BASE_ADDRESS)
  26. SET gUefiOvmfPkgTokenSpaceGuid.PcdOvmfFirmwareFdSize = $(FW_SIZE)
  27. SET gUefiOvmfPkgTokenSpaceGuid.PcdOvmfFirmwareBlockSize = $(BLOCK_SIZE)
  28. SET gUefiOvmfPkgTokenSpaceGuid.PcdOvmfFlashNvStorageVariableBase = $(FW_BASE_ADDRESS)
  29. SET gEfiMdeModulePkgTokenSpaceGuid.PcdFlashNvStorageVariableSize = 0xE000
  30. SET gUefiOvmfPkgTokenSpaceGuid.PcdOvmfFlashNvStorageEventLogBase = gUefiOvmfPkgTokenSpaceGuid.PcdOvmfFlashNvStorageVariableBase + gEfiMdeModulePkgTokenSpaceGuid.PcdFlashNvStorageVariableSize
  31. SET gUefiOvmfPkgTokenSpaceGuid.PcdOvmfFlashNvStorageEventLogSize = $(BLOCK_SIZE)
  32. SET gUefiOvmfPkgTokenSpaceGuid.PcdOvmfFlashNvStorageFtwWorkingBase = gUefiOvmfPkgTokenSpaceGuid.PcdOvmfFlashNvStorageEventLogBase + gUefiOvmfPkgTokenSpaceGuid.PcdOvmfFlashNvStorageEventLogSize
  33. SET gEfiMdeModulePkgTokenSpaceGuid.PcdFlashNvStorageFtwWorkingSize = $(BLOCK_SIZE)
  34. SET gUefiOvmfPkgTokenSpaceGuid.PcdOvmfFlashNvStorageFtwSpareBase = gUefiOvmfPkgTokenSpaceGuid.PcdOvmfFlashNvStorageFtwWorkingBase + gEfiMdeModulePkgTokenSpaceGuid.PcdFlashNvStorageFtwWorkingSize
  35. SET gEfiMdeModulePkgTokenSpaceGuid.PcdFlashNvStorageFtwSpareSize = 0x1000

通过OvmfPkg.fdf.inc可以看出,编译RELEASE版本的OVMF时, FW_BASE_ADDRESS(固件基址)被定义为0xFFF00000, FW_SIZE被定义为0x00100000(1 M)。

[FD]

每个[FD]定义一个flash device image。flash device image可以是一个移动介质的可启动Image,或者系统ROM Image,也可以是用于更新系统ROM的Update("Capsule") Image。 
每个.inf文件可以有多个[FD],每个[FD]生成一个.fd镜像文件。例如OvmfPkgX64.fdf文件定义了[FD.OVMF]、[FD.OVMF_VARS]、[FD.OVMF_CODE]、[FD.MEMFD],编译后会生成OVMF.FD、OVMF_VARS.FD、OVMF_CODE.FD、MEMFD.FD四个镜像文件。

TOKEN

[FD]块以TOKEN语句开始,用于定义本FD的基本属性,每一行定义一个Token,基本语法如下:

  1. Token = VALUE [| PcdName]

有效的Token包括以下5个

Token用途
BaseAddressFLASH Device的基址
SizeFLASH Device的大小
ErasePolarity
BlockSize
NumBlocks默认值为1

BlockSize可以出现多次,ni=0BlockSizeiNumBlocksi必须等于Size。 
例如Nt32PKG.fdf文件中

  1. [FD.Nt32]
  2. BaseAddress = 0x0|gEfiNt32PkgTokenSpaceGuid.PcdWinNtFdBaseAddress
  3. Size = 0x002a0000
  4. ErasePolarity = 1
  5. BlockSize = 0x10000
  6. NumBlocks = 0x2a

NT32PKG生成的NT32.fd基址为0,在程序中可以通过PCD的gEfiNt32PkgTokenSpaceGuid.PcdWinNtFdBaseAddress访问这个值。大小为0x002a0000 = 0x10000 * 0x2a。 
再如下例,Size(0x102000) = 0x10000 * 16 + 0x1000 * 2

  1. [FD.FdMain]
  2. BaseAddress = 0xFFF00000 | \
  3. gEfiMyPlatformTokenSpaceGuid.PcdFlashAreaBaseAddress
  4. Size = 0x102000
  5. ErasePolarity = 1
  6. BlockSize = 0x10000
  7. NumBlocks = 16
  8. BlockSize = 0x1000
  9. NumBlocks = 2

接着Token的是可选的DEFINE和SET定义,用于定义本[FD]块内有效的宏和PCD。 
然后是Region列表,每个Region定义了位置、大小及其中的内容,格式为

  1. Offset|Size
  2. [TokenSpaceGuidCName.PcdOffsetCName|TokenSpaceGuidCName.PcdSizeCName]?
  3. [RegionType]?

第一行定义了本Region的偏移位置和大小。 
第二行和第三行为可选项。 
第二行定义对应的PCD值,相当于 
SET TokenSpaceGuidCName.PcdOffsetCName = Offset 
SET TokenSpaceGuidCName.PcdSizeCName = Size 
第三行定义本Region包含的内容。内容可以为数据(Data),也可以是FV(Firmware Volume)。 
所有的Region必须按偏移地址升序排列,Region之间不得重叠。 
例如OvmfPkg.fdf.inc文件的[FD.OVMF]块:

  1. [FD.OVMF]
  2. BaseAddress = $(FW_BASE_ADDRESS)
  3. Size = $(FW_SIZE)
  4. ErasePolarity = 1
  5. BlockSize = $(BLOCK_SIZE)
  6. NumBlocks = $(FW_BLOCKS)
  7. !include VarStore.fdf.inc
  8. $(VARS_SIZE)|$(FVMAIN_SIZE)
  9. FV = FVMAIN_COMPACT
  10. $(SECFV_OFFSET)|$(SECFV_SIZE)
  11. FV = SECFV

通过!include VarStore.fdf.inc引入了数据Region,数据Reigon后是两个Fv。编译Release版本OVMF时,这两个Region为

  1. 0x20000|0x000CC000
  2. FV = FVMAIN_COMPACT
  3. 0x000EC000|0x14000
  4. FV = SECFV

1M的ovmf.fd内容组织如下:

地址区间内容
0x00000 ~ 0x01FFFFData
0x20000 ~ 0x0EBFFFFVMAIN_COMPACT
0xEC000 ~ 0x100000SECFV

再来看OVMF.FD的数据区,定义在文件VarStore.fdf.inc中,详细大家已经掌握了其格式。

  1. 0x00000000|0x0000e000
  2. #NV_VARIABLE_STORE
  3. DATA = {
  4. ## This is the EFI_FIRMWARE_VOLUME_HEADER
  5. # ZeroVector []
  6. 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
  7. 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
  8. # FileSystemGuid: gEfiSystemNvDataFvGuid =
  9. # { 0xFFF12B8D, 0x7696, 0x4C8B,
  10. # { 0xA9, 0x85, 0x27, 0x47, 0x07, 0x5B, 0x4F, 0x50 }}
  11. 0x8D, 0x2B, 0xF1, 0xFF, 0x96, 0x76, 0x8B, 0x4C,
  12. 0xA9, 0x85, 0x27, 0x47, 0x07, 0x5B, 0x4F, 0x50,
  13. # FvLength: 0x20000
  14. 0x00, 0x00, 0x02, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
  15. # Signature "_FVH" # Attributes
  16. 0x5f, 0x46, 0x56, 0x48, 0xff, 0xfe, 0x04, 0x00,
  17. # HeaderLength # CheckSum # ExtHeaderOffset #Reserved #Revision
  18. 0x48, 0x00, 0x19, 0xF9, 0x00, 0x00, 0x00, 0x02,
  19. # Blockmap[0]: 0x20 Blocks * 0x1000 Bytes / Block
  20. 0x20, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x10, 0x00, 0x00,
  21. # Blockmap[1]: End
  22. 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
  23. ## This is the VARIABLE_STORE_HEADER
  24. !if $(SECURE_BOOT_ENABLE) == TRUE
  25. # Signature: gEfiAuthenticatedVariableGuid =
  26. # { 0xaaf32c78, 0x947b, 0x439a,
  27. # { 0xa1, 0x80, 0x2e, 0x14, 0x4e, 0xc3, 0x77, 0x92 }}
  28. 0x78, 0x2c, 0xf3, 0xaa, 0x7b, 0x94, 0x9a, 0x43,
  29. 0xa1, 0x80, 0x2e, 0x14, 0x4e, 0xc3, 0x77, 0x92,
  30. !else
  31. # Signature: gEfiVariableGuid =
  32. # { 0xddcf3616, 0x3275, 0x4164,
  33. # { 0x98, 0xb6, 0xfe, 0x85, 0x70, 0x7f, 0xfe, 0x7d }}
  34. 0x16, 0x36, 0xcf, 0xdd, 0x75, 0x32, 0x64, 0x41,
  35. 0x98, 0xb6, 0xfe, 0x85, 0x70, 0x7f, 0xfe, 0x7d,
  36. !endif
  37. # Size: 0xe000 (gEfiMdeModulePkgTokenSpaceGuid.PcdFlashNvStorageVariableSize) -
  38. # 0x48 (size of EFI_FIRMWARE_VOLUME_HEADER) = 0xdfb8
  39. # This can speed up the Variable Dispatch a bit.
  40. 0xB8, 0xDF, 0x00, 0x00,
  41. # FORMATTED: 0x5A #HEALTHY: 0xFE #Reserved: UINT16 #Reserved1: UINT32
  42. 0x5A, 0xFE, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00
  43. }
  44. 0x0000e000|0x00001000
  45. #NV_EVENT_LOG
  46. 0x0000f000|0x00001000
  47. #NV_FTW_WORKING
  48. DATA = {
  49. # EFI_FAULT_TOLERANT_WORKING_BLOCK_HEADER->Signature = gEdkiiWorkingBlockSignatureGuid =
  50. # { 0x9e58292b, 0x7c68, 0x497d, { 0xa0, 0xce, 0x65, 0x0, 0xfd, 0x9f, 0x1b, 0x95 }}
  51. 0x2b, 0x29, 0x58, 0x9e, 0x68, 0x7c, 0x7d, 0x49,
  52. 0xa0, 0xce, 0x65, 0x0, 0xfd, 0x9f, 0x1b, 0x95,
  53. # Crc:UINT32 #WorkingBlockValid:1, WorkingBlockInvalid:1, Reserved
  54. 0x2c, 0xaf, 0x2c, 0x64, 0xFE, 0xFF, 0xFF, 0xFF,
  55. # WriteQueueSize: UINT64
  56. 0xE0, 0x0F, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00
  57. }
  58. 0x00010000|0x00010000
  59. #NV_FTW_SPAR

[FV]

下面来看在FD中作为Region的FV(Firmare Volume)。一个FV定义了一个固件卷,其内容包含一些列二进制Image,这些Image按[FV]中排列的顺序排列在最终生成固件中。 
[FV.UiFvName]中UiFvName用于标示这个FV,通过 FV = UiFvName可以在其他FV和FD中引用UiFvName。 
先睹为快,下面是[FV.SECFV]

  1. [FV.SECFV]
  2. BlockSize = 0x1000
  3. FvAlignment = 16
  4. ERASE_POLARITY = 1
  5. MEMORY_MAPPED = TRUE
  6. STICKY_WRITE = TRUE
  7. LOCK_CAP = TRUE
  8. LOCK_STATUS = TRUE
  9. WRITE_DISABLED_CAP = TRUE
  10. WRITE_ENABLED_CAP = TRUE
  11. WRITE_STATUS = TRUE
  12. WRITE_LOCK_CAP = TRUE
  13. WRITE_LOCK_STATUS = TRUE
  14. READ_DISABLED_CAP = TRUE
  15. READ_ENABLED_CAP = TRUE
  16. READ_STATUS = TRUE
  17. READ_LOCK_CAP = TRUE
  18. READ_LOCK_STATUS = TRUE
  19. #
  20. # SEC Phase modules
  21. #
  22. INF OvmfPkg/Sec/SecMain.inf
  23. INF RuleOverride=RESET_VECTOR OvmfPkg/ResetVector/ResetVector.inf

[FV]首先是Token,定义了本FV的基本属性,例如BlockSize等。 
然后可以通过DEFINE 定义宏,通过SET定义PCD。 
在然后就是内容列表了。内容可以通过INF、FILE定义,也可以通过SECTION、APRIORI包含一系列内容。

INF

通过INF包含一个模块,其语法如下

  1. INF [Options] PathAndInfFileName

例如【FV.SECFV]中,通过INF 定义了SecMain.inf、ResetVector.inf,这两个模块将会按顺序存放在这个FV中。编译ResetVector.inf模块时将会按RESET_VECTOR指定的规则生成.efi文件。

FILE

通过FILE包含文件的语法有两种,一种是包含单个文件,一种表示包含多个文件

  1. FILE Type $(NAMED_GUID) [Options] FileName
  2. 或者
  3. FILE Type = $(NAMED_GUID) [Options] {
  4. SECTION SECTION_TYPE = FileName
  5. SECTION SECTION_TYPE = FileName
  6. }

例如[FV.DXEFV]有如下内容。

  1. #Type为FREEFORM,表示二进制内容。
  2. FILE FREEFORM = PCD(gEfiIntelFrameworkModulePkgTokenSpaceGuid.PcdLogoFile) {
  3. SECTION RAW = MdeModulePkg/Logo/Logo.bmp
  4. }
  5. FILE DRIVER = 5D695E11-9B3F-4b83-B25F-4A8D5D69BE07 {
  6. SECTION PE32 = Intel3.5/EFIX64/E3507X2.EFI
  7. }

可用的Type包括:

TYPE
RAW
FREEFORM
SEC
PEI_CORE
DXE_CORE
PEIM
DRIVER
COMBO_PEIM_DRIVER
SMM_CORE
DXE_SMM_DRIVER
APPLICATION
FV_IMAGE
DISPOSABLE
0x00~0xFF

通过分析[FD.OVMF]及[FV.SECFV]可以知道,在生成的OVMF.FD文件中位于文件最后的是ResetVector.inf模块。OVMF.FD可以烧到系统ROM中作为系统固件。前面已经讲过开机时ROM将被映射到0xFFFFFFFF最靠后的内存中。那么第一条指令对应地址0xFFFFFFF0将位于ResetVector.inf模块。 
ResetVector.inf内容如下:

  1. [Defines]
  2. INF_VERSION = 0x00010005
  3. BASE_NAME = ResetVector
  4. FILE_GUID = 1BA0062E-C779-4582-8566-336AE8F78F09
  5. MODULE_TYPE = SEC
  6. VERSION_STRING = 1.1
  7. [Sources]
  8. ResetVector.nasmb
  9. [Packages]
  10. MdePkg/MdePkg.dec
  11. UefiCpuPkg/UefiCpuPkg.dec
  12. [BuildOptions]
  13. *_*_IA32_NASMB_FLAGS = -I$(WORKSPACE)/UefiCpuPkg/ResetVector/Vtf0/
  14. *_*_X64_NASMB_FLAGS = -I$(WORKSPACE)/UefiCpuPkg/ResetVector/Vtf0/

ResetVector.inf包含了源文件ResetVector.nasmb,内容如下:

  1. %ifndef ARCH_IA32
  2. %ifndef ARCH_X64
  3. #include <Base.h>
  4. #if defined (MDE_CPU_IA32)
  5. %define ARCH_IA32
  6. #elif defined (MDE_CPU_X64)
  7. %define ARCH_X64
  8. #endif
  9. %endif
  10. %endif
  11. %ifdef ARCH_IA32
  12. %ifdef ARCH_X64
  13. %error "Only one of ARCH_IA32 or ARCH_X64 can be defined."
  14. %endif
  15. %elifdef ARCH_X64
  16. %else
  17. %error "Either ARCH_IA32 or ARCH_X64 must be defined."
  18. %endif
  19. %include "CommonMacros.inc"
  20. %include "PostCodes.inc"
  21. %ifdef DEBUG_PORT80
  22. %include "Port80Debug.asm"
  23. %elifdef DEBUG_SERIAL
  24. %include "SerialDebug.asm"
  25. %else
  26. %include "DebugDisabled.asm"
  27. %endif
  28. %include "Ia32/SearchForBfvBase.asm"
  29. %include "Ia32/SearchForSecEntry.asm"
  30. %ifdef ARCH_X64
  31. %include "Ia32/Flat32ToFlat64.asm"
  32. %include "Ia32/PageTables64.asm"
  33. %endif
  34. %include "Ia16/Real16ToFlat32.asm"
  35. %include "Ia16/Init16.asm"
  36. %include "Main.asm"
  37. %include "Ia16/ResetVectorVtf0.asm"

位于最后的是ResetVectorVtf0.asm,其内容如下:

  1. BITS 16
  2. ALIGN 16
  3. %ifdef ALIGN_TOP_TO_4K_FOR_PAGING
  4. TIMES (0x1000 - ($ - EndOfPageTables) - 0x20) DB 0
  5. %endif
  6. applicationProcessorEntryPoint:
  7. jmp EarlyApInitReal16
  8. ALIGN 8
  9. DD 0
  10. vtfSignature:
  11. DB 'V', 'T', 'F', 0
  12. ALIGN 16
  13. resetVector:
  14. ; This is where the processor will begin execution
  15. ;
  16. nop
  17. nop
  18. jmp EarlyBspInitReal16
  19. ALIGN 16
  20. fourGigabytes:

位于0xFFFFFFF0(fourGigabytes-16)处的是指标resetVector:,从此处开始的第一条有效指令是 jmp EarlyBspInitReal16。 
可以通过反汇编OVMF.fd验证, 
OVMF.FD最后16字节为

  1. 0x000FFFF0 90 90 E9 AB FF 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90

指令码90对应的指令正是nop,E9 AB FF对应的指令是 jmp FFAB, 跳转到EIP+(FFAB)处执行, E9 AB FF对应的EIP为0x000FFFF2,那么下一条指令的EIP为0x000FFFF5, FFAB是-0x55, 0x000FFFF5 - 0x55 = 0xFFFA0. 0xFFFA0正是EarlyBspInitReal16。编译后的汇编码位于OvmfX64\RELEASE_VS2010x86\X64\OvmfPkg\ResetVector\ResetVector\OUTPUT\ResetVector.lst文件中。

  1. <1> EarlyBspInitReal16:
  2. BF4250 <1> mov di, 'BP'
  3. EB0B <1> jmp short Main16

OVMF.FD中偏移0xFFFA0处的地址码为:

  1. 0x00FFFA0 BF 42 50 EB 0B BF 41 50 EB 06 66 89 C4 E9 03 00

BF 42 50正是mov di, 'BP'对应的指令码。 
再往后就是CPU软件初始化的过程了。

Feedback

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2015-07-13 11:01 by PlayBoy
不明觉厉

# re: 深入UEFI内核(一)ResetVector  回复  更多评论   

2015-07-13 22:45 by 胡俊杰
深度好文,期待楼主这个系列下一篇大作

# re: 深入UEFI内核(一)ResetVector  回复  更多评论   

2015-08-26 09:29 by winux
对于BUILD编译NT32PKG生成的secMain.exe与OVMF.pkg编译出来的OVMF固件有什么区别?我编译出来的grub.efi,通过qemu虚拟机,加载ovmf.fd的固件启动,能够运行虚拟盘里的grub.efi。可是secMain.exe执行后,进入到fs0:后,运行拷贝在secMain.exe同目录的grub.efi时,却直接退出了。我理解secMain.exe应该也可以模拟呀,需要怎么操作呢?

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