【UEFI基础】第一条指令

本是古典何须时尚 2023-10-17 00:18 7阅读 0赞

## Reset Vector ##

本文讲述Intel x86系统启动后执行的最初的指令。在Intel提供的软件开发者手册《64 ia 32 architectures softerware developer manual》中，有一个小节”First Instruction Executed“专门讲述系统中第一条指令的位置。

![20160609212354433][]

上面的文字简单来说阐明了以下的几点：

1.  第一条指令在的位置是0xFFFFFFF0(这个地址有个专有的名称Reset Vector)；
2.  解释了CPU起来后是实地址模式为什么能够访问到这么高的位置；
3.  因为2的原因，在最初的代码中不应该有far jump等改变CS值的操作。

## 具体代码 ##

Reset Vector的位置确定后，就可以在这个位置放上我们需要执行的代码。CPU将这个位置映射到了某些非易失介质上了，比如SpiFlash，而这个介质里面保存着BIOS二进制。（前面这种说法不知道是哪里看来的，准确性不可考了，或者是以前的BIOS的特性。目前的UEFI来说，一般是TXE加载非易失性介质中的BIOS的起始代码部分到SRAM中，而SRAM映射到了从4G往下的一段区域中，这同样保证了Reset Vector 的位置是在0xFFFFFFF0）

这里以UEFI代码为例。UEFI代码按照一定的格式放在二进制中，在Reset Vector指向的位置，放的是SEC阶段的代码，它们是未经过压缩的机器码，CPU可以直接拿来执行。对应到具体代码，如下：

;------------------------------------------------------------------------------
    ; @file
    ; This file includes all other code files to assemble the reset vector code
    ;
    ; Copyright (c) 2008 - 2013, Intel Corporation. All rights reserved.<BR>
    ; This program and the accompanying materials
    ; are licensed and made available under the terms and conditions of the BSD License
    ; which accompanies this distribution.  The full text of the license may be found at
    ; http://opensource.org/licenses/bsd-license.php
    ;
    ; THE PROGRAM IS DISTRIBUTED UNDER THE BSD LICENSE ON AN "AS IS" BASIS,
    ; WITHOUT WARRANTIES OR REPRESENTATIONS OF ANY KIND, EITHER EXPRESS OR IMPLIED.
    ;
    ;------------------------------------------------------------------------------
    
    ;
    ; If neither ARCH_IA32 nor ARCH_X64 are defined, then try to include
    ; Base.h to use the C pre-processor to determine the architecture.
    ;
    %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"

上面的代码是用nasm写的汇编。实际上这里也没有涉及到具体的执行代码，真正重要的是ResetVectorVtf0.asm，其中有这样的代码：

resetVector:
    ;
    ; Reset Vector
    ;
    ; This is where the processor will begin execution
    ;
        nop
        nop
        jmp     EarlyBspInitReal16
    
    ALIGN   16

这段代码被写到了UEFI二进制的最后一行，刚好对应0xFFFFFFF0的位置，下面是实际二进制中的值：

90 90 E9 AB FF 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90

前面的90h就是nop的机器码，而后面的E9h ABh FFh是跳转指令的机器码。跳转到EarlyBspInintReal16的代码去执行。UEFI的执行过程一般被分为SEC、PEI、DXE和BDS四个阶段。而这里的代码实际上还在SEC阶段之前，它最终会知道SEC entry并跳入，之后大部分就是C语言代码了。

以上是BIOS开机代码的简单介绍。

[20160609212354433]: https://img-blog.csdn.net/20160609212354433