Путешествие по секретам прошивки: от BIOS/UEFI до ОС

Вы когда-нибудь задумывались, что происходит в тот момент, когда вы нажимаете кнопку питания на своем компьютере? За этой короткой паузой, перед тем как загорится экран, происходит сложная серия процессов. В этой статье мы погрузимся в увлекательный , исследуя, как . мир прошивки различные компоненты взаимодействуют во время процесса загрузки Понимая эти связи, вы получите более ясную картину основополагающих элементов, которые оживляют вашу систему. Наше основное внимание будет уделено , но многие принципы применимы и к другим архитектурам. архитектуре Intel x86 Если вы пропустили первую часть нашей серии, , чтобы наверстать упущенное. нажмите здесь Теперь давайте раскроем тайны, скрывающиеся за прошивкой. Оглавление: Определения Общая архитектура прошивки Загрузчик первой ступени (FSBL) BIOS (фаза POST) Инициализация платформы UEFI (PI) coreboot Другие решения Загрузчик второго уровня (SSBL) БИОС УЕФИ Загрузчик ОС Определения : специализированный тип программного обеспечения, встроенного в оборудование, обеспечивающего низкоуровневое управление и позволяющего оборудованию правильно функционировать и взаимодействовать с другими компонентами системы. Прошивка : устаревшая прошивка (первоначально созданная для ), отвечающая за инициализацию оборудования после включения платформы. В настоящее время ее часто неопределенно называют полным набором прошивки. Базовая система ввода-вывода (BIOS) IBM PC : общее название прошивки, которая отвечает за загрузку компьютера. Используется как современная концепция вместо , часто предоставляя с кодом начальной загрузки для инициализации процессора и чипсета, а также интерфейсы для третьих сторон (например, разработчиков материнских плат) для выполнения инициализации, специфичной для платформы. Bootloader BIOS фреймворк : программное обеспечение, которое должно быть выполнено при выходе из загрузчика. Может быть загрузчиком второго этапа, операционной системой, приложением BIOS/UEFI и т. д. Обычно оно отвечает за процесс загрузки в соответствии с дизайном прошивки. Полезная нагрузка Использование терминов и может сбивать с толку, поскольку их значение зависит от контекста. Однако, когда кто-то упоминает , или , они обычно имеют в виду . BIOS загрузчик прошивку BIOS загрузчик полный набор прошивок, работающих между операционной системой и оборудованием против : — это оригинальная спецификация, разработанная Intel. — преемник , созданный для стандартизации и расширения оригинальной спецификации. В большинстве случаев и используются взаимозаменяемо. EFI UEFI Extensible Firmware Interface (EFI) Unified Extensible Firmware Interface (UEFI) EFI UEFI Forum EFI UEFI Общая архитектура прошивки Чтобы понять, как взаимодействуют компоненты прошивки, мы рассмотрим всю архитектуру со всеми ее связанными частями. Поток выполнения, показанный на схеме ниже, начинается с , который является частью . Оттуда он проходит через различные этапы прошивки: вектора сброса загрузчика первой ступени Прошивку или BIOS обычно можно разделить на две основные части, между которыми обычно имеется минимальный интерфейс: : отвечает за инициализацию аппаратных компонентов системы. Инициализация оборудования : предоставляет необходимые интерфейсы к операционной системе и пользователю. Интерфейс к ОС и пользователю Дизайн прошивки платформы может быть либо , объединяющим аппаратную инициализацию и функциональность загрузки, либо он может следовать и . Выбор дизайна зависит от системных требований и может быть предпочтительным для определенных устройств. монолитным модульному поэтапному потоку загрузки На следующей схеме показано, как взаимодействуют различные компоненты прошивки и как их можно использовать вместе для поддержки процесса загрузки (стрелки указывают последовательность выполнения): Если эти диаграммы сейчас кажутся сложными, не волнуйтесь. Пересмотрите их еще раз после прочтения этой статьи, и они станут понятнее. Загрузчик первой ступени (FSBL) Эта часть прошивки предназначена для инициализации компьютеров и встроенных систем с : делать только то, что абсолютно необходимо, а затем передавать управление для загрузки операционной системы. не загружает операционные системы с носителей, отличных от . Поскольку она инициализирует только базовое оборудование и не обрабатывает загрузочные носители, такие как жесткие диски, SSD или USB-флеш-накопители, для фактической загрузки требуется другая часть программного обеспечения. упором на минимальную инициализацию оборудования загрузчику второго этапа FSBL флэш-чипа операционной системы : Основные обязанности FSBL : переключение из 16-битного в 32-битный ( : или в в случае BIOS). ЦП реального режима защищенный режим примечание виртуальном режиме 8086 : вызов для настройки для Использование кэша FSP-T кэша как ОЗУ среды C. : инициализация настроенного порта отладки путем вызова методов инициализации, специфичных для платы. Порт отладки : вызов для инициализации основной памяти системы и сохранения важной информации о системной памяти. Инициализация памяти FSP-M : настройка контактов ввода-вывода общего назначения (GPIO) для взаимодействия с внешними устройствами. GPIO : выполнение ранней инициализации платформы и использование для завершения инициализации чипсета, ЦП и контроллера ввода-вывода. Кремний FSP-S : перечисление устройств PCI и выделение ресурсов, таких как адреса памяти и IRQ. Перечисление PCI : настройка таблиц и , включая информацию о подготовке (таблицы загрузки ядра, HOB), необходимую для передачи полезной нагрузке. Подготовка полезной нагрузки SMBIOS ACPI : загрузка и передача управления полезной нагрузке. Загрузка и передача управления BIOS (фаза POST) На заре вычислительной техники программное обеспечение с открытым исходным кодом не пользовалось большой популярностью, и большинство реализаций BIOS были проприетарными. Существует лишь несколько доступных открытых решений, предоставляющих исходный код BIOS POST, например и . Эти проекты были разработаны для работы на системах IBM 5150/5155/5160 и большинстве клонов XT. , Super PC/Turbo XT BIOS GLaBIOS Однако более известные реализации BIOS с открытым исходным кодом, такие как и , не выполняют инициализацию оборудования, поскольку они не предназначены для работы на голом оборудовании. Но они широко используются в качестве и работают изначально в виртуальных средах, таких как QEMU и Bochs. OpenBIOS SeaBIOS загрузчиков второго уровня В любом случае, маловероятно, что вам придется работать напрямую с этими ранними BIOS или глубоко вникать в их специфику. Но если вы заинтересованы в исследовании, упомянутые репозитории являются хорошей отправной точкой. Что касается современных тенденций развития, то, по всей видимости, разработка собственных решений BIOS не ведется, и такие проекты устарели по сравнению с современными альтернативами. Инициализация платформы UEFI (PI) Процесс загрузки следует поэтапному потоку, начиная слева и двигаясь вправо на следующем рисунке. Временная шкала процесса загрузки платформы разделена на следующие фразы, как указано желтыми полями: : первая фаза после , ее основная функция — настройка временной оперативной памяти (CPU или SRAM). Безопасность (SEC) вектора сброса Cache-As-RAM : эта фаза отправляет специализированные драйверы, называемые . Эти модули выполняют необходимую инициализацию оборудования, такую как настройка ЦП и чипсета, а также настройка . Инициализация Pre-EFI (PEI) модулями инициализации Pre-EFI (PEIM) основной памяти (DRAM) : на этом этапе выполняется остальная часть инициализации системы. Фаза DXE предоставляет и поддерживает различные протоколы и драйверы, необходимые для работы системы. Driver Execution Environment (DXE) службы UEFI : на этом этапе реализуется политика загрузки платформы, определяется последовательность загрузки и выбирается соответствующее загрузочное устройство/загрузчик. Выбор загрузочного устройства (BDS) : на этом этапе система запускает приложения, использующие службы UEFI, для подготовки ОС. Он включает переход из среды UEFI в операционную систему, завершающийся вызовом . Transient System Load (TSL) ExitBootServices() : на этом этапе операционная система полностью работоспособна и управляет системой, находящейся под ее контролем. Время выполнения (RT) : Эта фаза касается сценариев, когда оборудование или ОС выходят из строя/выключаются/перезагружаются. Прошивка может попытаться выполнить действия по восстановлению, однако спецификация UEFI PI не определяет конкретных требований или поведения для этой фазы. После жизни (AL) Этот процесс и его фазы выполнения охвачены . Однако есть также (обозначенный жирной синей линией на рисунке), который не является частью предыдущего документа и описан в . Хотя названия и частое использование могут сбивать с толку, эти два документа имеют разную направленность: спецификацией UEFI Platform Initialization (PI) интерфейс UEFI спецификации UEFI UEFI : фокусируется на интерфейсах между низкоуровневыми компонентами прошивки и подробно описывает, как эти модули взаимодействуют для инициализации платформы. UEFI PI Spec : определяет интерфейсы для взаимодействия между операционной системой (ОС) и прошивкой. Это будет обсуждаться далее в контексте . Обратите внимание, что спецификация UEFI опирается на спецификацию PI. UEFI Spec Second-Stage Bootloader По сути, обе спецификации касаются интерфейсов, но на разных уровнях. Для получения подробной информации вы можете получить доступ к обеим спецификациям на . сайте UEFI Forum изначально был разработан как унифицированное решение прошивки, не учитывающее различие между загрузчиками первой и второй стадии. Однако, когда мы называем , он включает фазы , и . Причина, по которой мы разделяем DXE на и фазы, заключается в их различных ролях в процессе инициализации. UEFI PI UEFI загрузчиком первой стадии SEC PEI раннюю фазу DXE раннюю позднюю На драйверы обычно выполняют необходимую инициализацию CPU/PCH/платы, а также создают , которые помогают изолировать фазу DXE от аппаратного обеспечения, специфичного для платформы. инкапсулируют детали, специфичные для платформы, позволяя работать независимо от аппаратных характеристик. ранней фазе DXE архитектурные протоколы DXE (AP) AP поздней фазе DXE Coreboot Скоро появятся подробные статьи о том, как работает Coreboot. Подписывайтесь на мои социальные сети — они будут опубликованы очень скоро! Другие решения : чистый загрузчик первой стадии, который обеспечивает только инициализацию основных аппаратных компонентов, за которой следует загрузка полезной нагрузки. Однако он и не поддерживает AMD x86 или другие архитектуры. Intel Slim Bootloader (SBL) работает только на платформах Intel x86 : загрузчик как первого, так и второго этапа. Однако поддержка загрузки напрямую с x86 платформы (известного как bare mode) ограничена по сравнению с другими прошивками. Он более популярен на встраиваемых системах и устройствах на базе ARM. Как загрузчик второго этапа, U-Boot реализует , но фокусируется на встраиваемых системах. Das U-Boot вектора сброса подмножество UEFI Загрузчик второго уровня (SSBL) После завершения первоначальной настройки оборудования вступает в действие . Его основная роль — настроить , гарантируя, что ОС сможет управлять системными ресурсами и взаимодействовать с аппаратными компонентами. второй этап программный интерфейс между операционной системой и прошивкой платформы стремится максимально , упрощая разработку ОС и приложений, обрабатывая большинство интерфейсов на уровне оборудования. Эта абстракция позволяет разработчикам сосредоточиться на функциональности более высокого уровня, не беспокоясь о базовых различиях в оборудовании. SSBL скрыть различия в оборудовании : Основные обязанности SSBL : получает информацию о платформе из , включая отображение памяти, SMBIOS, таблицы ACPI, флэш-память SPI и т. д. Извлечение информации о платформе загрузчика первой ступени : включает драйверы для SMM, SPI, PCI, SCSI/ATA/IDE/DISK, USB, ACPI, сетевых интерфейсов и т. д. Запуск платформенно-независимых драйверов : предоставляет набор служб, которые облегчают взаимодействие между операционной системой и аппаратными компонентами. Реализация служб (также известная как интерфейс) : предлагает меню настройки конфигурации системы, позволяющее пользователям настраивать параметры, связанные с порядком загрузки, аппаратными параметрами и другими параметрами системы. Меню настройки : механизм поиска и загрузки полезной нагрузки (вероятно, операционной системы) с доступного загрузочного носителя. Логика загрузки БИОС Интерфейс в BIOS известен как . Эти функции предоставляют набор процедур для доступа к оборудованию, но конкретные детали того, как они выполняются на конкретном оборудовании системы, скрыты от пользователя. BIOS services/functions/interrupt calls В 16-битном к ним можно легко получить доступ, вызвав программное прерывание с помощью инструкции языка ассемблера x86. В 32-битном почти все службы BIOS недоступны из-за различного способа обработки значений . реальном режиме INT защищенном режиме сегментов Давайте возьмем, например, ( ), который предоставляет секторные службы чтения и записи жесткого диска и гибкого диска с использованием адресации , в качестве примера того, как можно использовать этот интерфейс. Допустим, мы хотим прочитать 2 сектора (1024 байта) и загрузить их по адресу памяти , тогда можно выполнить следующий код: Disk Services INT 13h Cylinder-Head-Sector (CHS) 0x9020 mov $0x02, %ah # Set BIOS read sector routine mov $0x00, %ch # Select cylinder 0 mov $0x00, %dh # Select head 0 [has a base of 0] mov $0x02, %cl # Select sector 2 (next after the # boot sector) [has a base of 1] mov $0x02, %al # Read 2 sectors mov $0x00, %bx # Set BX general register to 0 mov %bx, %es # Set ES segment register to 0 mov $0x9020, %bx # Load sectors to ES:BX (0:0x9020) int $0x13 # Start reading from drive jmp $0x9020 # Jump to loaded code Если вам интересно, как эта служба написана в SeaBios, взгляните на . src/disk.c Фаза загрузки Начинает поиск (это может быть жесткий диск, CD-ROM, гибкий диск и т. д.), считывая (нулевой сектор) с устройства. загрузочного устройства первый 512-байтовый сектор Последовательность начальной загрузки в BIOS загружает первую действительную , которую она находит, в физическую память компьютера по адресу (подсказка: и относятся к одному и тому же физическому адресу). основную загрузочную запись (MBR) физическому 0x7C00 0x0000:0x7c00 0x7c0:0x0000 BIOS передает управление полезной нагрузки. Этот , который слишком мал, чтобы вместить весь код полезной нагрузки, служит для загрузки остальной части полезной нагрузки с . На этом этапе полезная нагрузка может использовать интерфейс, предоставляемый BIOS. первым 512 байтам загруженный сектор загрузочного устройства Примечательно, что в ранние дни. BIOS является — он работает так же, как работал на реальных IBM PC в 1980-х годах. Остальные производители просто и создали IBM-совместимые BIOS. В результате не было никаких правил, запрещающих производителям BIOS изобретать новые функции BIOS или иметь дублирующиеся функциональные возможности. спецификации BIOS не существовали фактическим стандартом провели обратную разработку Унифицированный расширяемый интерфейс прошивки (UEFI) Как упоминалось ранее, UEFI сам по себе является всего лишь спецификацией и имеет множество реализаций. Наиболее широко используемой является , эталонная . Хотя EDKII сам по себе недостаточен для создания полностью функциональной загрузочной прошивки, он обеспечивает прочную основу для большинства коммерческих решений. TianoCore EDK II реализация спецификаций UEFI и PI с открытым исходным кодом Для поддержки различных и предоставления интерфейса UEFI используется проект . Он опирается на выполненную начальную настройку и информацию о платформе, предоставленную загрузочной прошивкой, для подготовки системы к среде UEFI. загрузчиков первого этапа UEFI Payload Полезная нагрузка UEFI использует фазы и , которые разработаны как независимые от платформы. Она предлагает общую полезную нагрузку, которая может адаптироваться к различным платформам. В большинстве случаев она не требует какой-либо настройки или специфичных для платформы корректировок и может использоваться как есть, используя информацию о платформе из . DXE BDS загрузчика первой ступени : Варианты полезной нагрузки UEFI : Требует библиотеку синтаксического анализа для извлечения необходимой информации о платформе, специфичной для реализации. Если загрузчик обновляет свой API, полезная нагрузка также должна быть обновлена. Legacy UEFI Payload : следует , используя или в качестве общего формата образа. Вместо того, чтобы разбирать их самостоятельно, он ожидает получить при входе в payload. Universal UEFI Payload спецификации Universal Scalable Firmware (USF) Executable and Linkable Format (ELF) Flat Image Tree (FIT) Hand Off Blocks (HOB) В то время как работает отлично, сообщество EDK2 пытается переключить отрасль на . Выбор между payload зависит от компонентов вашей прошивки. Например, невозможно запустить на без . С другой стороны, использование с coreboot требует слоя shim для перевода в , функция доступна только в . Legacy UEFI Payload Universal UEFI Payload Legacy Payload с поддержкой SMM Slim Bootloader моего патча Universal Payload таблиц coreboot HOBs форке StarLabs EDK2 Интерфейс Каждая UEFI-совместимая система предоставляет , которая передается каждому коду, работающему в среде UEFI (драйверы, приложения, загрузчики ОС). Эта структура данных позволяет исполняемому файлу UEFI получать доступ к , таким как , и набору . системную таблицу таблицам конфигурации системы ACPI SMBIOS служб UEFI Структура таблицы описана в : MdePkg/Include/Uefi/UefiSpec.h typedef struct { EFI_TABLE_HEADER Hdr; CHAR16 *FirmwareVendor; UINT32 FirmwareRevision; EFI_HANDLE ConsoleInHandle; EFI_SIMPLE_TEXT_INPUT_PROTOCOL *ConIn; EFI_HANDLE ConsoleOutHandle; EFI_SIMPLE_TEXT_OUTPUT_PROTOCOL *ConOut; EFI_HANDLE StandardErrorHandle; EFI_SIMPLE_TEXT_OUTPUT_PROTOCOL *StdErr; // // A pointer to the EFI Runtime Services Table. // EFI_RUNTIME_SERVICES *RuntimeServices; // // A pointer to the EFI Boot Services Table. // EFI_BOOT_SERVICES *BootServices; UINTN NumberOfTableEntries; EFI_CONFIGURATION_TABLE *ConfigurationTable; } EFI_SYSTEM_TABLE; Службы включают в себя следующие типы: , и . службы загрузки службы времени выполнения службы, предоставляемые протоколами UEFI абстрагирует доступ к устройству, настраивая . Эти , и идентифицируются , который позволяет другим модулям находить и использовать их. Их можно обнаружить через службы загрузки. протоколы UEFI протоколы представляют собой структуры данных, содержащие указатели функций глобально уникальным идентификатором (GUID) создает эти протоколы, а фактические функции (не указатели!) содержатся в самом драйвере. Этот механизм позволяет различным компонентам в среде UEFI взаимодействовать друг с другом и гарантирует, что ОС может взаимодействовать с устройствами до загрузки собственных драйверов. Драйвер UEFI Хотя некоторые протоколы предопределены и описаны в спецификации UEFI, поставщики встроенного ПО также могут для расширения функциональности платформы. создавать свои собственные пользовательские протоколы Загрузочные службы Предоставляют функции, которые могут использоваться во время загрузки. Эти службы остаются доступными до тех пор, пока не будет вызвана функция ( ). только EFI_BOOT_SERVICES.ExitBootServices() MdeModulePkg/Core/Dxe/DxeMain/DxeMain.c Указатели на все службы загрузки хранятся в ( ): таблице служб загрузки MdePkg/Include/Uefi/UefiSpec.h typedef struct { EFI_TABLE_HEADER Hdr; ... EFI_GET_MEMORY_MAP GetMemoryMap; EFI_ALLOCATE_POOL AllocatePool; EFI_FREE_POOL FreePool; ... EFI_HANDLE_PROTOCOL HandleProtocol; ... EFI_EXIT_BOOT_SERVICES ExitBootServices; ... } EFI_BOOT_SERVICES; Службы времени выполнения Минимальный набор служб все еще доступен, пока работает операционная система. В отличие от служб загрузки, эти службы остаются действительными после того, как любая полезная нагрузка (например, загрузчик ОС) взяла под контроль платформу через вызов . EFI_BOOT_SERVICES.ExitBootServices() Указатели на все службы времени выполнения хранятся в ( ): таблице служб времени выполнения MdePkg/Include/Uefi/UefiSpec.h typedef struct { EFI_TABLE_HEADER Hdr; ... EFI_GET_TIME GetTime; EFI_SET_TIME SetTime; ... EFI_GET_VARIABLE GetVariable; EFI_GET_NEXT_VARIABLE_NAME GetNextVariableName; EFI_SET_VARIABLE SetVariable; ... EFI_GET_NEXT_HIGH_MONO_COUNT GetNextHighMonotonicCount; EFI_RESET_SYSTEM ResetSystem; ... } EFI_RUNTIME_SERVICES; На рисунке ниже показана временная шкала для служб загрузки и выполнения, поэтому вы можете точно видеть, когда каждая из них активна. Фаза выбора загрузочного устройства (BDS) Спецификация UEFI определяет механизм политики загрузки, называемый . Он попытается загрузить в определенном порядке. Этот порядок и другие параметры можно настроить, изменив глобальные . Давайте обсудим самые важные из них: менеджером загрузки UEFI приложения UEFI переменные NVRAM (энергонезависимая память с произвольным доступом) ( заменяется уникальным шестнадцатеричным значением) — параметр загрузки/загрузки. Boot#### #### — параметр загрузки, используемый для запуска текущей работающей системы. BootCurrent — параметр загрузки только для следующей загрузки. Заменяет только для одной загрузки и удаляется менеджером загрузки после первого использования. Позволяет изменить поведение следующей загрузки без изменения . BootNext BootOrder BootOrder — упорядоченный список загрузки вариантов загрузки. Менеджер загрузки пытается загрузить первый активный вариант в этом списке. Если не удается, он пробует следующий вариант и т. д. BootOrder — типы параметров загрузки, поддерживаемые менеджером загрузки. BootOptionSupport — тайм-аут менеджеров загрузки прошивки в секундах перед автоматическим выбором значения запуска из или . Timeout BootNext BootOrder Эти переменные можно легко получить из Linux с помощью : efibootmgr(8) [root@localhost ~]# efibootmgr BootCurrent: 0000 Timeout: 5 seconds BootOrder: 0000,0001,2001,2002,2003 Boot0000* ARCHLINUX HD(5,GPT,d03ca3cf-1511-d94e-8400-c7a125866442,0x40164000,0x100000)/File(\EFI\ARCHLINUX\grubx64.efi) Boot0001* Windows Boot Manager HD(1,GPT,6f185443-09fc-4f15-afdf-01c523565e52,0x800,0x32000)/File(\EFI\Microsoft\Boot\bootmgfw.efi)57a94e544f5753000100000088900100780000004200430044039f0a42004a004500430054003d007b00390064006500610038003600320063002d1139006300640064002d0034006500370030102d0061006300630031002d006600330032006200330034003400640034003700390035007d00000033000300000710000000040000007fff0400 Boot0002* ARCHLINUX HD(5,GPT,d03ca3cf-1511-d94e-8400-c7a125866442,0x40164000,0x100000) Boot2001* EFI USB Device RC Boot2002* EFI DVD/CDROM RC Boot2003* EFI Network RC Давайте рассмотрим загрузку, опираясь на фрагмент кода выше. UEFI начнет итерацию списка . Для каждой записи в списке он ищет соответствующую переменную — для 0000, для 2003 и т. д. Если переменная не существует, он переходит к следующей записи. Если переменная существует, он считывает содержимое переменной. Каждая переменная параметра загрузки содержит дескриптор , который представляет собой байтовый буфер полей переменной длины (это просто структура данных). BootOrder Boot#### Boot0000 Boot2003 EFI_LOAD_OPTION Структура данных описана в [MdePkg/Include/Uefi/UefiSpec.h][ ) https://github.com/tianocore/edk2/blob/edk2-stable202405/MdePkg/Include/Uefi/UefiSpec.h#L2122 typedef struct _EFI_LOAD_OPTION { /// The attributes for this load option entry. UINT32 Attributes; /// Length in bytes of the FilePathList. UINT16 FilePathListLength; /// The user readable description for the load option. /// Example: 'ARCHLINUX' / 'Windows Boot Manager' / `EFI USB Device` // CHAR16 Description[]; /// A packed array of UEFI device paths. /// Example: 'HD(5,GPT,d03ca3cf-1511-d94e-8400-c7a125866442,0x40164000,0x100000)/File(\EFI\ARCHLINUX\grubx64.efi)' // EFI_DEVICE_PATH_PROTOCOL FilePathList[]; /// The remaining bytes in the load option descriptor are a binary data buffer that is passed to the loaded image. /// Example: '57a9...0400' in Boot0001 variable // UINT8 OptionalData[]; } EFI_LOAD_OPTION; На этом этапе прошивка проверит ( ). В большинстве случаев наш компьютер загружается с устройства хранения данных (жесткий диск/SSD/NVMe и т. д.). Таким образом, будет содержать узел . путь к устройству EFI_DEVICE_PATH_PROTOCOL путь к устройству HD(Partition Number, Type, Signature, Start sector, Size in sectors) — указывает формат, используемый для схемы разбиения, с ключевыми словами (1) или (2). Тип MBR GPT — 4-байтовая подпись MBR, если тип — , или 16-байтовый , если тип — . Подпись MBR UUID GPT : Если вам интересно, как преобразовать другие пути, прочтите . Примечание спецификацию UEFI v2.10, 10.6.1.6 Справочник по узлу текстового устройства UEFI проверит диск и определит, есть ли на нем раздел, соответствующий узлу. Если он существует, он должен быть помечен определенным , который отмечает его как . Этот раздел отформатирован с файловой системой, спецификация которой основана на конкретной версии и называется ; на самом деле, это просто обычная . Глобальным уникальным идентификатором (GUID) раздел системы EFI (ESP) файловой системы FAT EFI File System FAT12/16/32 : если содержит явный путь к , то UEFI будет искать этот конкретный файл. Например, параметр содержит . Собственная загрузка Device Path File(\Path\To\The\File.efi) Boot0000 File(\EFI\ARCHLINUX\grubx64.efi) : если просто указывает на диск, то в таких ситуациях прошивка будет использовать , основанный на архитектуре — ( для или для / ). Этот механизм позволяет (например, USB-накопителю) работать в UEFI; они просто используют . Например, опция будет использовать этот механизм. Резервная загрузка Device Path резервный путь загрузки \EFI\BOOT\BOOT{arch}.EFI BOOTx64.EFI amd64 BOOTia32.EFI i386 IA32 загрузочному съемному носителю резервный путь загрузки Boot0002 Все параметры , упомянутые выше, относятся к параметрам загрузки, отображаемым в примере вывода . Примечание: Boot#### efibootmgr В обоих случаях загрузит (это может быть , оболочка UEFI, служебное программное обеспечение, настройка системы и т. д.) в память. В этот момент управление передается точке входа . В отличие от , может вернуть управление прошивке (кроме ситуации, когда приложение берет на себя управление системой). Если это происходит или что-то идет не так, переходит к следующей записи и следует точно такому же процессу. диспетчер загрузки UEFI приложение UEFI загрузчик ОС приложения UEFI BIOS приложение UEFI диспетчер загрузки Boot#### В спецификации упоминается, что может автоматически поддерживать переменные базы данных. Это включает удаление переменных опций загрузки, на которые нет ссылок или которые не могут быть проанализированы. Кроме того, он может переписать любой упорядоченный список, чтобы удалить любые опции загрузки без соответствующих переменных опций загрузки. менеджер загрузки Вышеприведенный текст описывает . Кроме того, прошивка UEFI может работать в режиме , который эмулирует BIOS. загрузку UEFI Compatibility Support Module (CSM) Загрузчик ОС Часть программного обеспечения, запускаемая прошивкой (обычно ) и использующая ее интерфейс для . Может быть таким же сложным, как ОС, предлагая такие функции, как: загрузчиком второго уровня загрузки ядра ОС Чтение из различных файловых систем (HFS+, ext4, XFS и т.д.) Взаимодействие по сети (например, TFTP, HTTP) Загрузка ядер, совместимых с Multiboot Цепная загрузка Загрузка начальных виртуальных дисков ( ) initrd И многое другое! Общие конструкции этих программ выходят за рамки этой статьи. Для подробного сравнения популярных загрузчиков ОС вы можете обратиться к и . вики ArchLinux статье в Википедии Система Windows использует собственный загрузчик ОС, известный как . диспетчер загрузки Windows (BOOTMGR) Прошивка больше не является фрагментом кода. Она превратилась в , и современные тенденции только способствуют этому. На ней можно запустить , и множество других интересных приложений. маленьким, сложным огромный объем сложного кода Doom Twitter Понимание общей архитектуры помогает организовать эти компоненты в вашем сознании. Изучая дизайн существующей прошивки, вы получаете представление об увлекательном процессе, который разворачивается каждый раз при включении компьютера. Эта нисходящая перспектива не только проясняет роль каждой части, но и подчеркивает сложную и развивающуюся природу современных систем прошивки. Ресурсы Спецификация UEFI версии 2.10 Спецификация инициализации платформы UEFI версии 1.8 (исправление A) Документация EDK II Документация проекта Slim Bootloader Загрузка UEFI: как же это на самом деле работает? Понимание современной загрузки платформы на базе UEFI Анатомия последовательности загрузки UEFI на Intel Galileo Очень простое замечание о «путях» дисковых устройств в некоторых распространенных архитектурах. Как загружаются компьютеры