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。

    初始化概述

    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)
Register Pentium 4 and Intel Xeon Processor P6 Family Processor Including DisplayFamily = 06H) Pentium Processor
EFLAGS1 00000002H 00000002H 00000002H
EIP 0000FFF0H 0000FFF0H 0000FFF0H
CR0 60000010H 60000010H 60000010H
CR2, CR3, CR4 00000000H 00000000H 00000000H
CS Selector = 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, GS Selector = 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
EDX 00000FxxH 000n06xxH 000005xxH
EAX 0 0 0
EBX, ECX, ESI, EDI, EBP,ESP 00000000H 00000000H 00000000H

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。

.fdf文件

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
2
3
4
5
6
7
8
[Defines]
!if $(TARGET) == RELEASE
!ifndef $(FD_SIZE_2MB)
DEFINE FD_SIZE_1MB=
!endif
!endif

!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
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
DEFINE BLOCK_SIZE        = 0x1000
DEFINE VARS_SIZE = 0x20000
DEFINE VARS_BLOCKS = 0x20

!ifdef $(FD_SIZE_1MB)

DEFINE FW_BASE_ADDRESS = 0xFFF00000
DEFINE FW_SIZE = 0x00100000
DEFINE FW_BLOCKS = 0x100
DEFINE CODE_BASE_ADDRESS = 0xFFF20000
DEFINE CODE_SIZE = 0x000E0000
DEFINE CODE_BLOCKS = 0xE0
DEFINE FVMAIN_SIZE = 0x000CC000
DEFINE SECFV_OFFSET = 0x000EC000
DEFINE SECFV_SIZE = 0x14000

!else

DEFINE FW_BASE_ADDRESS = 0xFFE00000
DEFINE FW_SIZE = 0x00200000
DEFINE FW_BLOCKS = 0x200
DEFINE CODE_BASE_ADDRESS = 0xFFE20000
DEFINE CODE_SIZE = 0x001E0000
DEFINE CODE_BLOCKS = 0x1E0
DEFINE FVMAIN_SIZE = 0x001AC000
DEFINE SECFV_OFFSET = 0x001CC000
DEFINE SECFV_SIZE = 0x34000

!endif

SET gUefiOvmfPkgTokenSpaceGuid.PcdOvmfFdBaseAddress = $(FW_BASE_ADDRESS)
SET gUefiOvmfPkgTokenSpaceGuid.PcdOvmfFirmwareFdSize = $(FW_SIZE)
SET gUefiOvmfPkgTokenSpaceGuid.PcdOvmfFirmwareBlockSize = $(BLOCK_SIZE)

SET gUefiOvmfPkgTokenSpaceGuid.PcdOvmfFlashNvStorageVariableBase = $(FW_BASE_ADDRESS)
SET gEfiMdeModulePkgTokenSpaceGuid.PcdFlashNvStorageVariableSize = 0xE000

SET gUefiOvmfPkgTokenSpaceGuid.PcdOvmfFlashNvStorageEventLogBase = gUefiOvmfPkgTokenSpaceGuid.PcdOvmfFlashNvStorageVariableBase + gEfiMdeModulePkgTokenSpaceGuid.PcdFlashNvStorageVariableSize
SET gUefiOvmfPkgTokenSpaceGuid.PcdOvmfFlashNvStorageEventLogSize = $(BLOCK_SIZE)

SET gUefiOvmfPkgTokenSpaceGuid.PcdOvmfFlashNvStorageFtwWorkingBase = gUefiOvmfPkgTokenSpaceGuid.PcdOvmfFlashNvStorageEventLogBase + gUefiOvmfPkgTokenSpaceGuid.PcdOvmfFlashNvStorageEventLogSize
SET gEfiMdeModulePkgTokenSpaceGuid.PcdFlashNvStorageFtwWorkingSize = $(BLOCK_SIZE)

SET gUefiOvmfPkgTokenSpaceGuid.PcdOvmfFlashNvStorageFtwSpareBase = gUefiOvmfPkgTokenSpaceGuid.PcdOvmfFlashNvStorageFtwWorkingBase + gEfiMdeModulePkgTokenSpaceGuid.PcdFlashNvStorageFtwWorkingSize
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
BaseAddress FLASH Device的基址
Size FLASH Device的大小
ErasePolarity
BlockSize
NumBlocks 默认值为1

BlockSize可以出现多次,$\sum_{i=0}^{n} BlockSize_i * NumBlocks_i$必须等于Size。
例如Nt32PKG.fdf文件中

1
2
3
4
5
6
[FD.Nt32]
BaseAddress = 0x0|gEfiNt32PkgTokenSpaceGuid.PcdWinNtFdBaseAddress
Size = 0x002a0000
ErasePolarity = 1
BlockSize = 0x10000
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
2
3
4
5
6
7
8
9
[FD.FdMain]
BaseAddress = 0xFFF00000 | \
gEfiMyPlatformTokenSpaceGuid.PcdFlashAreaBaseAddress
Size = 0x102000
ErasePolarity = 1
BlockSize = 0x10000
NumBlocks = 16
BlockSize = 0x1000
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
2
3
Offset|Size
[TokenSpaceGuidCName.PcdOffsetCName|TokenSpaceGuidCName.PcdSizeCName]?
[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
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
[FD.OVMF]
BaseAddress = $(FW_BASE_ADDRESS)
Size = $(FW_SIZE)
ErasePolarity = 1
BlockSize = $(BLOCK_SIZE)
NumBlocks = $(FW_BLOCKS)

!include VarStore.fdf.inc

$(VARS_SIZE)|$(FVMAIN_SIZE)
FV = FVMAIN_COMPACT

$(SECFV_OFFSET)|$(SECFV_SIZE)
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
2
3
4
5
0x20000|0x000CC000
FV = FVMAIN_COMPACT

0x000EC000|0x14000
FV = SECFV

1M的ovmf.fd内容组织如下:

地址区间 内容
0x00000 ~ 0x01FFFF Data
0x20000 ~ 0x0EBFFF FVMAIN_COMPACT
0xEC000 ~ 0x100000 SECFV

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
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
0x00000000|0x0000e000
#NV_VARIABLE_STORE
DATA = {
## This is the EFI_FIRMWARE_VOLUME_HEADER
# ZeroVector []
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
# FileSystemGuid: gEfiSystemNvDataFvGuid =
# { 0xFFF12B8D, 0x7696, 0x4C8B,
# { 0xA9, 0x85, 0x27, 0x47, 0x07, 0x5B, 0x4F, 0x50 }}
0x8D, 0x2B, 0xF1, 0xFF, 0x96, 0x76, 0x8B, 0x4C,
0xA9, 0x85, 0x27, 0x47, 0x07, 0x5B, 0x4F, 0x50,
# FvLength: 0x20000
0x00, 0x00, 0x02, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
# Signature "_FVH" # Attributes
0x5f, 0x46, 0x56, 0x48, 0xff, 0xfe, 0x04, 0x00,
# HeaderLength # CheckSum # ExtHeaderOffset #Reserved #Revision
0x48, 0x00, 0x19, 0xF9, 0x00, 0x00, 0x00, 0x02,
# Blockmap[0]: 0x20 Blocks * 0x1000 Bytes / Block
0x20, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x10, 0x00, 0x00,
# Blockmap[1]: End
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
## This is the VARIABLE_STORE_HEADER
!if $(SECURE_BOOT_ENABLE) == TRUE
# Signature: gEfiAuthenticatedVariableGuid =
# { 0xaaf32c78, 0x947b, 0x439a,
# { 0xa1, 0x80, 0x2e, 0x14, 0x4e, 0xc3, 0x77, 0x92 }}
0x78, 0x2c, 0xf3, 0xaa, 0x7b, 0x94, 0x9a, 0x43,
0xa1, 0x80, 0x2e, 0x14, 0x4e, 0xc3, 0x77, 0x92,
!else
# Signature: gEfiVariableGuid =
# { 0xddcf3616, 0x3275, 0x4164,
# { 0x98, 0xb6, 0xfe, 0x85, 0x70, 0x7f, 0xfe, 0x7d }}
0x16, 0x36, 0xcf, 0xdd, 0x75, 0x32, 0x64, 0x41,
0x98, 0xb6, 0xfe, 0x85, 0x70, 0x7f, 0xfe, 0x7d,
!endif
# Size: 0xe000 (gEfiMdeModulePkgTokenSpaceGuid.PcdFlashNvStorageVariableSize) -
# 0x48 (size of EFI_FIRMWARE_VOLUME_HEADER) = 0xdfb8
# This can speed up the Variable Dispatch a bit.
0xB8, 0xDF, 0x00, 0x00,
# FORMATTED: 0x5A #HEALTHY: 0xFE #Reserved: UINT16 #Reserved1: UINT32
0x5A, 0xFE, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00
}

0x0000e000|0x00001000
#NV_EVENT_LOG

0x0000f000|0x00001000
#NV_FTW_WORKING
DATA = {
# EFI_FAULT_TOLERANT_WORKING_BLOCK_HEADER->Signature = gEdkiiWorkingBlockSignatureGuid =
# { 0x9e58292b, 0x7c68, 0x497d, { 0xa0, 0xce, 0x65, 0x0, 0xfd, 0x9f, 0x1b, 0x95 }}
0x2b, 0x29, 0x58, 0x9e, 0x68, 0x7c, 0x7d, 0x49,
0xa0, 0xce, 0x65, 0x0, 0xfd, 0x9f, 0x1b, 0x95,
# Crc:UINT32 #WorkingBlockValid:1, WorkingBlockInvalid:1, Reserved
0x2c, 0xaf, 0x2c, 0x64, 0xFE, 0xFF, 0xFF, 0xFF,
# WriteQueueSize: UINT64
0xE0, 0x0F, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00
}

0x00010000|0x00010000
#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
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
[FV.SECFV]
BlockSize = 0x1000
FvAlignment = 16
ERASE_POLARITY = 1
MEMORY_MAPPED = TRUE
STICKY_WRITE = TRUE
LOCK_CAP = TRUE
LOCK_STATUS = TRUE
WRITE_DISABLED_CAP = TRUE
WRITE_ENABLED_CAP = TRUE
WRITE_STATUS = TRUE
WRITE_LOCK_CAP = TRUE
WRITE_LOCK_STATUS = TRUE
READ_DISABLED_CAP = TRUE
READ_ENABLED_CAP = TRUE
READ_STATUS = TRUE
READ_LOCK_CAP = TRUE
READ_LOCK_STATUS = TRUE

#
# SEC Phase modules
#
INF OvmfPkg/Sec/SecMain.inf
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
2
3
4
5
6
FILE Type $(NAMED_GUID) [Options] FileName
或者
FILE Type = $(NAMED_GUID) [Options] {
SECTION SECTION_TYPE = FileName
SECTION SECTION_TYPE = FileName
}

例如[FV.DXEFV]有如下内容。

1
2
3
4
5
6
7
8
#Type为FREEFORM,表示二进制内容。
FILE FREEFORM = PCD(gEfiIntelFrameworkModulePkgTokenSpaceGuid.PcdLogoFile) {
SECTION RAW = MdeModulePkg/Logo/Logo.bmp
}

FILE DRIVER = 5D695E11-9B3F-4b83-B25F-4A8D5D69BE07 {
SECTION PE32 = Intel3.5/EFIX64/E3507X2.EFI
}

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

OVMF.FD

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
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
[Defines]
INF_VERSION = 0x00010005
BASE_NAME = ResetVector
FILE_GUID = 1BA0062E-C779-4582-8566-336AE8F78F09
MODULE_TYPE = SEC
VERSION_STRING = 1.1

[Sources]
ResetVector.nasmb

[Packages]
MdePkg/MdePkg.dec
UefiCpuPkg/UefiCpuPkg.dec

[BuildOptions]
*_*_IA32_NASMB_FLAGS = -I$(WORKSPACE)/UefiCpuPkg/ResetVector/Vtf0/
*_*_X64_NASMB_FLAGS = -I$(WORKSPACE)/UefiCpuPkg/ResetVector/Vtf0/

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

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
%ifndef ARCH_IA32
%ifndef ARCH_X64
#include <Base.h>
#if defined (MDE_CPU_IA32)
%define ARCH_IA32
#elif defined (MDE_CPU_X64)
%define ARCH_X64
#endif
%endif
%endif

%ifdef ARCH_IA32
%ifdef ARCH_X64
%error "Only one of ARCH_IA32 or ARCH_X64 can be defined."
%endif
%elifdef ARCH_X64
%else
%error "Either ARCH_IA32 or ARCH_X64 must be defined."
%endif

%include "CommonMacros.inc"

%include "PostCodes.inc"

%ifdef DEBUG_PORT80
%include "Port80Debug.asm"
%elifdef DEBUG_SERIAL
%include "SerialDebug.asm"
%else
%include "DebugDisabled.asm"
%endif

%include "Ia32/SearchForBfvBase.asm"
%include "Ia32/SearchForSecEntry.asm"

%ifdef ARCH_X64
%include "Ia32/Flat32ToFlat64.asm"
%include "Ia32/PageTables64.asm"
%endif

%include "Ia16/Real16ToFlat32.asm"
%include "Ia16/Init16.asm"

%include "Main.asm"

%include "Ia16/ResetVectorVtf0.asm"

位于最后的是ResetVectorVtf0.asm,其内容如下:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
BITS    16
ALIGN 16
%ifdef ALIGN_TOP_TO_4K_FOR_PAGING
TIMES (0x1000 - ($ - EndOfPageTables) - 0x20) DB 0
%endif
applicationProcessorEntryPoint:
jmp EarlyApInitReal16
ALIGN 8
DD 0
vtfSignature:
DB 'V', 'T', 'F', 0
ALIGN 16
resetVector:
; This is where the processor will begin execution

;
nop
nop
jmp EarlyBspInitReal16

ALIGN 16
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
2
3
                    <1> EarlyBspInitReal16:
BF4250 <1> mov di, 'BP'
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。