一个UEFI引导程序的实现.pdf

《一个UEFI引导程序的实现》是一本详细探讨UEFI引导程序开发的书籍，作者田宇通过文字版的形式，向读者介绍了如何从零开始构建一个UEFI引导程序。UEFI（统一可扩展固件接口）是现代计算机系统中用于替代传统BIOS的新型固件接口。UEFI提供了一种标准化的平台，使得操作系统可以更高效地启动和与硬件交互。 1. UEFI与BIOS概述： - UEFI和BIOS在结构上存在显著差异。BIOS基于16位实模式，而UEFI运行在32位或64位的保护模式。 - BIOS启动流程相对简单，通常涉及POST（加电自检）和加载MBR（主引导记录）中的引导加载器。 - UEFI启动流程更复杂，包括预启动环境、安全启动检查、加载PEI阶段、DXE阶段和 BDS 阶段等。 2. UEFI取代BIOS的原因： - BIOS限制了系统性能，如无法充分利用现代处理器的能力。 - BIOS不易扩展，不支持大型固件更新和安全特性。 - UEFI提供了更好的图形用户界面和更快的启动时间。 - UEFI支持更大容量的硬盘和GPT（全局唯一标识分区表）。 3. 实现UEFI程序： - 开发环境：使用TianoCore EDK2搭建UEFI开发环境，这是一套开源的UEFI开发工具集。 - 编译与执行：学习如何编译和执行UEFI Shell，以及如何设置GPT分区。 - GPT磁盘布局：了解GPT的分区结构，它是UEFI引导的必备部分。 - ESP文件系统：ESP（EFI系统分区）是存放UEFI程序的特定分区，通常使用FAT32格式。 - Hello World：编写简单的UEFI应用，理解UEFI程序的基本结构。 - UEFI镜像和系统表：了解UEFI可执行文件的格式以及如何访问UEFI系统表以调用其服务。 - UEFI调用约定与协议：学习如何遵循UEFI规定的调用规则和使用协议与固件进行交互。 4. 逐步实现UEFI引导程序： - 显示模式：配置图形设备以呈现启动界面。 - 内存管理：获取和管理物理内存资源。 - 文件读取：从存储介质中读取引导文件，例如系统内核。 - 64位平台：处理64位处理器环境下的细节，这是UEFI的优势之一。 - 引导启动：实现从UEFI引导到操作系统内核加载的逻辑。 这本书不仅适合操作系统理论初学者，也适用于有经验的软件工程师和爱好者，它通过实例指导读者逐步实现一个UEFI引导程序，并为学习Linux内核源代码提供帮助。在实践中，作者建议结合源代码和运行示例进行学习，以加深理解。同时，读者需要具备一定的基础知识，并参考《一个64位操作系统的设计与实现》搭建开发环境。作者感谢了一众支持者和技术顾问，并鼓励读者亲自实践，提升操作系统开发技能。