使用汇编语言来编写UEFI Application 完全没有问题,理论上编写 DXE Driver 也没有问题。最近抽空研究了一下这个问题。
从网上的资料来说,可以使用 FASM来完成这个工作,在http://x86asm.net/articles/uefi-programming-first-steps/ 可以看到一篇名为 “UEFI Programming - First Steps”的文章。但是经过我的实验使用 FASM 最出来的EFI 在文件头部上(PE Header)就存在很大的问题,比如: Image Size 给出来的不正确,还有 BaseImage 给出的不正确。有可能是我没有使用正确的参数导致的,但是看起来研究会很麻烦,并且最终能否成功严重存疑于是放弃了。
接下来研究如何使用 Nasm 来实现编写一个 UEFI Application。在 https://hackerpulp.com/os/os-development-windows-1-building-uefi-applications-nasm/ 和 https://github.com/BrianOtto/nasm-uefi 找到了一个例子,经过修改可以正常工作。
1.原文是编写一个 BootLoader,所以最后完成显示之后Hang 住即可,这里我们需要正常返回,最终ASM 代码如下:
; Copyright 2018-2019 Brian Otto @ https://hackerpulp.com
;
; Permission to use, copy, modify, and/or distribute this software for any
; purpose with or without fee is hereby granted, provided that the above
; copyright notice and this permission notice appear in all copies.
;
; THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS" AND THE AUTHOR DISCLAIMS ALL WARRANTIES WITH
; REGARD TO THIS SOFTWARE INCLUDING ALL IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY
; AND FITNESS. IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY SPECIAL, DIRECT,
; INDIRECT, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES OR ANY DAMAGES WHATSOEVER RESULTING FROM
; LOSS OF USE, DATA OR PROFITS, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, NEGLIGENCE
; OR OTHER TORTIOUS ACTION, ARISING OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE USE OR
; PERFORMANCE OF THIS SOFTWARE.
; generate 64-bit code
bits 64
; contains the code that will run
section .text
; allows the linker to see this symbol
global _start
; see http://www.uefi.org/sites/default/files/resources/UEFI Spec 2_7_A Sept 6.pdf#G8.1001729
struc EFI_TABLE_HEADER
.Signature RESQ 1
.Revision RESD 1
.HeaderSize RESD 1
.CRC32 RESD 1
.Reserved RESD 1
endstruc
; see http://www.uefi.org/sites/default/files/resources/UEFI Spec 2_7_A Sept 6.pdf#G8.1001773
struc EFI_SYSTEM_TABLE
.Hdr RESB EFI_TABLE_HEADER_size
.FirmwareVendor RESQ 1
.FirmwareRevision RESD 1
.ConsoleInHandle RESQ 1
.ConIn RESQ 1
.ConsoleOutHandle RESQ 1
.ConOut RESQ 1
.StandardErrorHandle RESQ 1
.StdErr RESQ 1
.RuntimeServices RESQ 1
.BootServices RESQ 1
.NumberOfTableEntries RESQ 1
.ConfigurationTable RESQ 1
endstruc
; see http://www.uefi.org/sites/default/files/resources/UEFI Spec 2_7_A Sept 6.pdf#G16.1016807
struc EFI_SIMPLE_TEXT_OUTPUT_PROTOCOL
.Reset RESQ 1
.OutputString RESQ 1
.TestString RESQ 1
.QueryMode RESQ 1
.SetMode RESQ 1
.SetAttribute RESQ 1
.ClearScreen RESQ 1
.SetCursorPosition RESQ 1
.EnableCursor RESQ 1
.Mode RESQ 1
endstruc
_start:
push rax ;ConOut requires a push here. I don't know why
; reserve space for 4 arguments
sub rsp, 4 * 8
; rdx points to the EFI_SYSTEM_TABLE structure
; which is the 2nd argument passed to us by the UEFI firmware
; adding 64 causes rcx to point to EFI_SYSTEM_TABLE.ConOut
mov rcx, [rdx + 64]
; load the address of our string into rdx
lea rdx, [rel strHello]
; EFI_SYSTEM_TABLE.ConOut points to EFI_SIMPLE_TEXT_OUTPUT_PROTOCOL
; call OutputString on the value in rdx
call [rcx + EFI_SIMPLE_TEXT_OUTPUT_PROTOCOL.OutputString]
add rsp, 4 * 8
pop rax
ret
codesize equ $ - $$
; contains nothing - but it is required by UEFI
section .reloc
; contains the data that will be displayed
section .data
; this must be a Unicode string
strHello db __utf16__ `Hello World !\n\r\0`
datasize equ $ - $$
上面代码很简单,就是根据传入的参数调用 EFI_SYSTEM_TABLE.ConOut 来完成字符串显示。特别的,根据之前的经验要在调用ConOut的时候多向堆栈压入一个8字节内容,否则模拟器会崩溃。
2.使用 Nasm(推荐使用 NASM 2.14 win64 或者更高版本)编译生成 OBJ 文件:
nasm -f win64 nasmuefi.asm
3.使用 Link 来生成 EFI 文件。原文使用的参数不全,导致编译出来的EFI 文件无法运行。经过研究可以使用下面的参数:
link /NODEFAULTLIB /IGNORE:4001 /OPT:REF /OPT:ICF=10 /MAP /ALIGN:32 /SECTION:.xdata,D /SECTION:.pdata,D /Machine:X64 /DLL /ENTRY:_start /SUBSYSTEM:EFI_APPLICATION /SAFESEH:NO /BASE:0 /DRIVER NasmUEFI.obj
(可以加入/DEBUG 生成带有 PDB文件名信息的EFI 文件)
这样我们得到了 NasmUEFI.EFI 文件,大小是 768 bytes.
可以在NT32 模拟器上运行,同样的我在实体机上验证过也可以正常运行。
可以看到,汇编语言可以用来编写UEFI Application,相比C语言来说复杂的多。
完整的代码下载: