14.0 参考

14.1 概述

UEFI( Unified Extensible Firmware Interface)：现代接口标准，定义了操作系统和固件之间的软件接口。

UEFI可以看作是一个小型的操作系统，有自己的网络栈。

传统的BIOS：引导代码 – MBR – VBR – 操作系统引导

UEFI：UEFI有自己的一段引导代码加载操作系统

MBR：最多支持四个分区或扩展分区、使用小整数标识分区

GPT：支持更多的分区、使用GUID标识分区

启动：GPT分区指定EFI分区，加载引导加载程序。引导加载程序路径类似

\EFI\Microsoft\Boot\bootmgfw.efi，用来定位winload.efi

winload.efi用来加载和初始化操作系统内核映像。

运行模型：

UEFI：除初始小段代码在CPU上电或复位时运行，其余代码在保护模式下运行

BIOS：在16位模式下执行大部分代码，直到它将控制权移交给操作系统和加载程序。

架构：
- 传统BIOS：没有统一的固件开发过程，每个BIOS供应商独立支持自己的代码库。
- UEFI：有统一的固件开发规范和Intel参考代码（EDK/EDKII）。
内存模型：
- 传统BIOS：16位实模式。
- UEFI：32位或64位保护模式。
引导代码：
- 传统BIOS：使用MBR和VBR。
- UEFI：固件控制启动过程，没有MBR和VBR。
分区方案：
- 传统BIOS：使用MBR分区表。
- UEFI：使用GUID分区表（GPT）。
磁盘I/O：
- 传统BIOS：系统中断。
- UEFI：UEFI服务。
引导加载程序：
- 传统BIOS：使用bootmgr和winload.exe。
- UEFI：使用bootmgfw.efi和winload.efi。
操作系统交互：
- 传统BIOS：BIOS中断。
- UEFI：UEFI服务。
启动配置信息：
- 传统BIOS：使用CMOS内存，没有NVRAM变量的概念。
- UEFI：使用UEFI NVRAM变量存储。

启动：

UEFI：启动代码在固件中，位于闪存磁盘上

BIOS：启动代码位于磁盘上

GPT分区表结构：

第一个扇区是MBR，只包含MBR一个条码，称为保护性MBR，防止旧的磁盘工具破坏GUID分区

第二个分区偏移0x200包含EFI part签名。是GPT头部的签名。

GPT头如下：

开头是8字节的EFI part签名

注意

Backup LBA（备份LBA）：GPT头部副本，主GPT损坏时恢复副本

Starting LBA of array of partition entries（启动分区条目数组的LBA）：硬盘驱动器上分区表的位置

Number of partition entries in array（数组中分区条目数）：硬盘驱动器上分区表的大小

GUID分区表如下

存储位置：UEFI固件存储在主板的闪存芯片中。

启动：

UEFI框架如下：

芯片组逻辑将闪存芯片的内容映射到RAM区域 – UEFI固件初始化平台(CPU和芯片组) – UEFI固件加载UEFI驱动 – 枚举外部设备 – 加载操作系统启动管理器 – bootmgfw.efi(管理器) – winload.efi(加载器) – 加载操作系统 – EFI启动服务和运行时服务