Upgrade to Pro
— share decks privately, control downloads, hide ads and more …
Speaker Deck
Sign up for free
Menu
Search
Features
All features
Private URLs
Password Protection
Custom URLS
Scheduled publishing
Remove Branding
Restrict embedding
Deck Collections
Notes
Features
All features
Private URLs
Password Protection
Custom URLS
Scheduled publishing
Remove Branding
Restrict embedding
Deck Collections
Notes
Explore
Featured decks
Featured speakers
Programming
Technology
Storyboards
Explore
Featured decks
Featured speakers
Programming
Technology
Storyboards
Pricing
Search
Sign in
Sign up for free
UEFIをつくる
Search
Akira Moroo
March 24, 2018
Technology
1.2k
3
Share
Embed
Copy iframe code
Copy JS code
Copy link
Start on current slide
UEFIをつくる
第11回 自作OSもくもく会でお話した内容です.
Akira Moroo
March 24, 2018
More Decks by Akira Moroo
See All by Akira Moroo
svc-hook: hooking system calls on ARM64 by binary rewriting
retrage
2
640
Exploring x86 MSR Space
retrage
0
1.6k
LLMでバイナリ解析支援
retrage
0
290
GitHub ActionsでDevSecOpsごっこ
retrage
0
130
Practical Rust (Hypervisor) Firmware
retrage
3
2k
Bypassing UEFI Secure Boot with Thin-Hypervisor
retrage
0
1.3k
Porting Linux to Nabla Containers
retrage
0
1.3k
Network Boot from Bell Labs
retrage
2
1.9k
Unikernelで始める自作OS/OS Development with Unikernel
retrage
1
730
Other Decks in Technology
See All in Technology
「エーアイ」をバズワードにしないために RPA 導入経験と Kiro 上での Claude モデル利用経験から
kazzpapa3
0
120
freeeにおけるSoftware Factory
freee
PRO
0
460
Refining Active Record
shugo
0
250
DevelopersIO 2026 Tokyo 現時点の衛星通信サービスの現状を整理してみる
maroon1st
0
280
外国人エンジニアがVueプロトタイプで仕様を合わせている話 / Vue Fes Japan 2026 LT
eluwing
0
160
Claude Code をローカルとサーバー上で利用した際の Bedrock 利用料をユーザー単位で一本化してみる
ohorig
0
140
「Learning Outcome」を書きたくない私が、Learning Outcomeと折り合いをつけるまで
mhlyc
0
220
局所最適は悪ではない。壊れているのは指標です。量と質を同時に見る先行指標の設計
recruitengineers
PRO
2
1.1k
僕のハーネスを紹介します
watany
5
1.6k
【データ横丁主催】AI エージェント時代のTranslytical Data Platform
shisyu_gaku
0
280
契約で守るコンパウンドプロダクトのデザインシステム
yug1224
1
1.2k
構造で守らせる データ・法務・セキュリティ・開発チームとつくる AI時代のデータガバナンスとデータ基盤のリアル
legalontechnologies
PRO
0
130
Featured
See All Featured
Ten Tips & Tricks for a 🌱 transition
stuffmc
1
270
Fireside Chat
paigeccino
43
4.1k
Winning Ecommerce Organic Search in an AI Era - #searchnstuff2025
aleyda
2
2.2k
Building Applications with DynamoDB
mza
96
7.2k
Facilitating Awesome Meetings
lara
57
7.2k
How STYLIGHT went responsive
nonsquared
100
6.3k
Building Experiences: Design Systems, User Experience, and Full Site Editing
marktimemedia
1
640
How Fast Is Fast Enough? [PerfNow 2025]
tammyeverts
3
950
Scaling GitHub
holman
464
140k
Conquering PDFs: document understanding beyond plain text
inesmontani
PRO
4
3.2k
Ecommerce SEO: The Keys for Success Now & Beyond - #SERPConf2024
aleyda
1
2.2k
WCS-LA-2024
lcolladotor
0
910
Transcript
UEFIをつくる 2018/03/24 第11回 自作OSもくもく会 @retrage
Recap: UEFI • Unified Extensible Firmware Interface • 標準化されたBIOSの規格とその実装 •
そもそもの始まりはIA-64向けにIntelが開発したEFI • EFIをベースにUEFI Forumにより標準化⇒UEFI • TianoCore: オープンソースなリファレンス実装 1
yabits • OSの起動にのみ特化したyet anotherなUEFI実装 • いろいろ動く • GRUB2 • Linux
kernel • OpenBSD • TianoCoreと比較して • 起動時間: 1/2 • フットプリント: 1/10 • 概要はMitou Demo Day 2017の動画にて • https://youtu.be/OIdPUK9a7vI 2
UEFI再考 • UEFIはOSではない.インターフェースである. • No multitask • No multithread •
No Ring Protection • 従来のLegacy BIOS同様,bootloaderやOSに対して 機能を提供することが目的 • UEFIのゴールはOSを起動すること 3
Boot Process 4 PEI DXE BDS TSL RT Hardware Init
Driver Driver Driver Driver Services Boot Manager Boot Loader OS
Handoff • Boot ManagerがESPを探索し,EFI Appを起動 • デフォルトでは\EFI\BOOT\BOOT<arch>.EFI • 起動時にスタックorレジスタに情報が渡される •
EFI_SYSTEM_TABLE * • EFI_HANDLE • IA-32の場合 5
EFI_SYSTEM_TABLE • UEFIの提供するServicesをまとめたstruct 6 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; EFI_RUNTIME_SERVICES *RuntimeServices; EFI_BOOT_SERVICES *BootServices; UINTN NumberOfTableEntries; EFI_CONFIGURATION_TABLE *ConfigurationTable; } EFI_SYSTEM_TABLE;
OSの起動に必要な機能 • BootServices • RuntimeServices • GPT+ESP対応 • デバイスドライバ •
最低限以上の機能があればOSの起動は可能 7
BootServices • ExitBootServices()されるまで提供するServices • 35個ほどあるが全て必要というわけでもない • メモリ関連 • {Allocate, Free}Pages(),
{Allocate, Free}Pool() など • Image関連 • LoadImage(), StartImage() • 他にもEventやProtocol関係のServiceがある • Servicesには依存関係が存在 • 例: LoadImage()の内部でAllocatePages()を呼び出す 8
ExitBootServices() • BootServices()のうちの1つ • 機能: BootServicesの提供を終了 • OSの条件: ExitBootServices()を呼ぶこと •
EFI AppではExit()によりUEFIに処理を戻す • が,実際にはExitBootServices()後もBootServicesが 利用できる • Linuxでは少なくともそうなっている • arch/x86/kernel/setup.c:1149 参照 9
RuntimeServices • OS起動後もUEFIが提供するServices • ExitBootServices()が呼ばれても存続 • NVRAM関連 • GetNextVariableName(), {Get,
Set}Variable() • 時間関連 • {Get, Set}Time(), {Get, Set}WakeupTime() • UEFI対応したOSではこれらを利用しているはず 10
SetVirtualAddressMap() • RuntimeServices()の1つ • UEFIのアドレッシングモードをPhysicalからVirtualへ • ExitBootServices()後に1度だけ呼び出される • UEFIはこれによりRuntimeServicesをリロケーション •
デバッグの非常に難しいところ 11
GUID Partition Table: GPT • MBR代替のPartition Tableの標準規格 • MBRを前提としたBIOSが読んでもPartition Tableが
壊れないようにLBA 0にProtective MBRが存在 12
EFI System Partition: ESP • 実質FATファイルシステム • 持っているGUIDが異なる • ライセンスとしてはMicrosoftがESPの利用に限って
認めているような状況(だったはず) • Linuxの場合: /boot • GRUB2などのbootloaderもここに置かれる • Boot ManagerはESPを探索,bootloader/OSを起動 • デフォルトでは\EFI\BOOT\BOOT<arch>.EFI • NVRAMのVariableにも依存 13
デバイスドライバ • 当然UEFIでも各種デバイスにアクセスする必要が あるのでデバイスドライバが必須 • 例: • PCIe, USB, IDE,
AHCIなど • UEFIでは基本的にはポーリング • yabitsではLibpayloadやFILO,depthchargeのドライ バを活用 14
OS開発者から見たUEFI • UNIX系をベースとしている場合非常に面倒 • Calling Conventionの違いなど • Linuxでの対応方法 • GRUB2による起動
• EFI Appなヘッダを作成してOSをEFI Appとして起動 • OpenBSDやBitVisorでの対応方法 • EFI対応の1st loader+共通の2nd loader • UEFI対応についてLinuxと同じ方針をとったnon GPL なtoy OSがあると幸せかもしれない 15
まとめ • UEFIは標準化されたBIOSの規格とその実装 • UEFIはbootloaderやOSに対するインターフェース • UEFIはBootServices, RuntimeServicesなどの機能を 提供 •
OS開発者から見た場合,UEFIは利用できる機能は Legacy BIOSと比較して増えたものの,その分煩雑 になったとも言える 16
参考文献 • http://www.uefi.org/sites/default/files/resources/ UEFI%20Spec%202_7_A%20Sept%206.pdf • http://wiki.phoenix.com/wiki/index.php/EFI_BOOT _SERVICES • http://wiki.phoenix.com/wiki/index.php/EFI_RUNTI ME_SERVICES
• https://github.com/yabits/uefi 17