UEFI裸机编程之efi编译过程

经过这么一段时间的学习，再没有什么比搞清楚UEFI裸机程序，调用EFI系统表识别物理内存更重要的事情了。这是一个无论工程上遇到多少困难都寄希望解决的事情（比如笔记本电脑的UEFI隐身问题等等）。完成了裸机编程的相关开发，才可以说真正理解了什么是APB的物理地址映射关系，才对物理地址空间有一个全局的了解。

对于UEFI裸机编程，首先就是要从EFI文件编译入手，而EFI文件编译呢，又首先是由GRUB2入手。这里要解决的是两个主要问题：

1、解决UEFI固件传递过来的entry的PE头问题

2、解决vedio或者uart的其中一个的显示bash的问题

PE头问题

对于grub2来说，PE头问题的解决依赖于startup.S文件（/grub-core/kern/arm64/efi/startup.S）。

完整的一个EFI的编译流程为：

1、main文件编译

aarch64-linux-gnu-gcc -fPIC -ffreestanding -fno-stack-protector -c kqmain.c -o kqefi.o

main文件本体可以参考另一篇文章专门讲解（值得注意的是，最最最要紧的就是要搞清楚EFI系统表怎么弄）。

2、准备链接脚本

由于grub2中实际上没有这个链接脚本。grub2使用了mkimage工具，然后在工具中实现了代码段的链接。

由于这里希望能拥有一个精简版的裸机编程工具，所以最好在此处提供一个手搓的最小lds文件来明确告诉链接器如何布局内存，lds文件本体比较简单，主要为一种段的映射关系，并最终会舍弃调不必要的debug等段。

链接前的o文件：

其objdump查看到的段为：

可以看到efi文件主要包含如下部分：

注意，对于UEFI来说，完成entry指向其实就结束了。剩下的重定位、数据等内容，并不一定是必须的。

链接命令为：

aarch64-linux-gnu-ld -shared -Bsymbolic -T kquefi.lds kqefi.o -o kqefi.so

3、PE头格式转换

这里可以使用objcopy工具（来自于binutils工具箱）来实现。

aarch64-linux-gnu-objcopy -j .text -j .data -j .rodata -j .reloc --target=pei-aarch64-little kqefi.so kq.efi

在这一步主要就是加一个PE头了，类似于kernel中的head.S文件添加汇编头的过程，不过objcopy工具本身就提供了这种功能会方便一些。

最终做出来的efi文件为：

4、U盘启动efi

首先准备一个U盘，挂载后准备GPT分区：

fdisk /dev/sda //启动fdisk程

g //创建GPT分区表

n //创建两个分区

t //改变第一个分区类型为‘EFI System’，一般为1

p //打印分区表，检查2个分区

w //写入分区表到磁盘

mkfs.vfat /dev/sda1 //格式化1盘为fat格式

mkfs.ext4 /dev/sda2 //格式化2盘为ext4格式

然后，把efi文件挂上去，在UEFI固件界面选中这个文件启动即可。