ईएफआई बाइट कोड का सिद्धांत और अभ्यास

90 के दशक के उत्तरार्ध में, वीडियो कार्ड डिज़ाइन की तत्कालीन चमकदार नंबर नाइन विजुअल टेक्नोलॉजी ने अपने पीसीआई उपकरणों के लिए अपनी वेबसाइट पर वीजीए BIOS की पेशकश की। इस घटना में कुछ भी उल्लेखनीय नहीं है। जब तक, नंबर नौ वीडियो कार्ड आईबीएम पीसी-संगत प्लेटफार्मों पर और पावर पीसी का उपयोग करके मैक सिस्टम में दोनों काम कर सकते हैं। इसलिए, एक ही डिवाइस विभिन्न BIOS फ़ाइलों से सुसज्जित था।

सबसे अधिक संभावना है, तो यह अन्यथा नहीं हो सकता है। विभिन्न हार्डवेयर वातावरण में काम करने के लिए डिज़ाइन किए गए उपकरणों के समर्थन के साथ स्थिति अब कैसी है? इस सवाल का जवाब यूईएफआई विनिर्देश द्वारा दिया गया है, जिसके ढांचे के भीतर एक सुरुचिपूर्ण समाधान प्रस्तावित है - ईएफआई बाइट कोड या ईबीसी। इसके साथ, आप फर्मवेयर के लिए क्रॉस-प्लेटफ़ॉर्म एप्लिकेशन बना सकते हैं।

ईबीसी कैसे काम करता है?

UEFI मानक के ढांचे के भीतर, रजिस्टर प्रकार EFI बाइट कोड वर्चुअल मशीन की वर्चुअल मशीन की वास्तुकला को परिभाषित किया गया है। कमांड दुभाषिया सिस्टम बोर्ड पर फर्मवेयर का हिस्सा है। विस्तार कार्ड के फर्मवेयर को केंद्रीय प्रोसेसर के निर्देशों का उपयोग किए बिना, आदर्श रूप से वर्चुअल मशीन कमांड सिस्टम में लिखा जाता है। इस प्रकार, विस्तार कार्ड किसी भी मदरबोर्ड पर कार्यात्मक होगा जो ईबीसी का समर्थन करता है, चाहे सीपीयू के प्रकार की परवाह किए बिना। आज उनकी सूची विविधता से नहीं चमकती है: हमेशा की तरह, 32-बिट और 64-बिट संस्करणों में एएमडी और इंटेल, इटेनियम, एआरएम हैं।

ईबीसी वर्चुअल प्रोसेसर आर्किटेक्चर

64-बिट ईबीसी वर्चुअल प्रोसेसर में 8 सामान्य-उद्देश्य रजिस्टर (R0-R7) होते हैं, जो ऑपरेंड के प्रत्यक्ष, अप्रत्यक्ष और प्रत्यक्ष पते का समर्थन करते हैं। कमांड सिस्टम में अंकगणित और तार्किक संचालन, पारियां शामिल हैं, साइन विस्तार, सशर्त और बिना शर्त नियंत्रण हस्तांतरण, सबप्रोग्राम कॉल और रिटर्न के लिए समर्थन के साथ ऑपरेंड ट्रांसफर, साथ ही कई सहायक संचालन भी शामिल हैं। एक स्टैक का समर्थन किया जाता है, जबकि स्टैक पॉइंटर (रजिस्टर R0), x86 आर्किटेक्चर की परंपराओं के अनुसार, एक सामान्य रजिस्टर के रूप में वर्गीकृत किया गया है। यह उल्लेखनीय है कि CALL निर्देश का विशेष रूप ईबीसी सबप्रोग्राम से प्लेटफॉर्म की " मूल " भाषा में लिखी गई सबरूटीन्स को कॉल करने की अनुमति देता है, इस तथ्य के कारण कि कभी-कभी ऐसी आवश्यकता उत्पन्न होती है। उसी तरह, ईबीसी-कार्यक्रमों से यूईएफआई-प्रोटोकॉल के लिए समर्थन प्रक्रियाओं को कॉल करना संभव है, इनपुट और आउटपुट मापदंडों को प्रसारित करने के मॉडल का उपयोग करके, जो सीपीयू के प्रकार पर निर्भर नहीं करता है।

प्रयोग करना शुरू कर दिया

सुझाव दिया उदाहरण " नमस्ते, EBC! "क्या EEF वर्चुअल मशीन (EFI बाइट कोड) के कमांड सिस्टम में UEFI एप्लिकेशन लिखा गया है। जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, ईबीसी कमांड दुभाषिया, जो आपको इस प्रकार के मॉड्यूल को चलाने की अनुमति देता है, मूल रूप से मदरबोर्ड के यूईएफआई फर्मवेयर का हिस्सा है। मशीन कोड के बजाय ईबीसी का उपयोग करने से आपको क्रॉस-प्लेटफॉर्म एप्लिकेशन और ड्राइवर बनाने की अनुमति मिलती है, जिसमें विभिन्न विस्तार कार्डों के फर्मवेयर भी शामिल हैं, जो इन उपकरणों को उन प्लेटफार्मों के साथ संगत बनाता है जो x86 के अलावा वास्तुकला के केंद्रीय प्रोसेसर का उपयोग करते हैं।

उदाहरण के लिए स्पष्टीकरण

कार्यक्रम EFI_SIMPLE_TEXT_OUTPUT_PROTOCI फ़ंक्शन सेट से लाइन आउटपुट प्रक्रिया का उपयोग करके एक पाठ संदेश प्रदर्शित करता है। आइए अधिक विस्तार से इसके स्रोत कोड पर विचार करें।

स्टैक पर इस ईएफआई फ़ंक्शन को कॉल करने के लिए, आपको दो मापदंडों को पास करने की आवश्यकता है: उपयोग किए गए प्रोटोकॉल की इंटरफ़ेस इकाई के लिए एक संकेतक और UNICODE प्रारूप में प्रस्तुत स्ट्रिंग के लिए एक सूचक। इन मापदंडों को रजिस्टरों R1 और R2 में तैयार किया जाता है, फिर आखिरी पैरामीटर से शुरू करके PUSHn निर्देशों द्वारा स्टैक पर धकेल दिया जाता है। फिर, रजिस्टर आर 3 में, प्रयोग किए गए प्रोटोकॉल के इंटरफ़ेस ब्लॉक से पढ़ी जाने वाली प्रक्रिया कॉल के लिए पता रखा जाता है और लक्ष्य रेखा आउटपुट प्रक्रिया को कहा जाता है। लौटने के बाद, POPn निर्देशों के साथ स्टैक को मुक्त करें।

सिस्टम टेबल और क्रॉस-प्लेटफॉर्म

यूईएफआई प्रोटोकॉल की सेवा प्रक्रियाओं को कॉल करने के लिए, एप्लिकेशन यूईएफआई सिस्टम टेबल और विभिन्न इंटरफ़ेस इकाइयों में स्थित पॉइंटर्स का उपयोग करते हैं। 32-बिट UEFI कार्यान्वयन में, आकार में 4 बाइट्स के पॉइंटर्स का उपयोग किया जाता है, आकार में 64-बिट - 8 बाइट्स में। इसलिए, तालिका के अंदर सूचक का पता केंद्रीय प्रोसेसर की क्षमता पर निर्भर करेगा। क्रॉस-प्लेटफॉर्म कैसे प्रदान किया जाता है?

एक निर्देश के एक उदाहरण पर विचार करें जो मेमोरी सेल की सामग्री को आर 1 रजिस्टर में स्थानांतरित करता है जिसका पता आर 1 रजिस्टर के प्रारंभिक मूल्य के साथ-साथ ऑफसेट के बराबर है।

MOVnw R1,@R1(+5,+24)

ऑफसेट को दो शब्दों के रूप में दिया गया है: +5 और +25।

पहला शब्द +5 संबोधित सूचक की संख्या है। EBC कमांड दुभाषिया पॉइंटर के आकार से इस मान को गुणा करता है, जो कि 32-बिट UEFI कार्यान्वयन के लिए 4 और 64-बिट के लिए 8 है।

दूसरा शब्द +25 एक स्थिरांक है जो प्लेटफ़ॉर्म के प्रकार पर निर्भर नहीं करता है। इसका उपयोग EFI_SYSTEM_TABLE तालिका के हेडर आकार को सेट करने के लिए किया जाता है।

PUSHn (पुश नेचुरल) निर्देश इसी तरह की प्रक्रिया में काम करने के लिए स्टैक फ्रेम तैयार करने में उपयोग किया जाता है। स्टैक (32 या 64 बिट्स) को लिखे गए मापदंडों की क्षमता केंद्रीय प्रोसेसर की क्षमता पर निर्भर करती है। यह एप्लिकेशन के ईबीसी कोड और उन प्रक्रियाओं के बीच एक प्रवेश द्वार प्रदान करता है जो केंद्रीय प्रोसेसर के कमांड सिस्टम में लिखे गए यूईएफआई फर्मवेयर का हिस्सा हैं।

प्रसारण और लॉन्च

कार्यक्रम को प्रसारित करने और एक ईबीसी एप्लिकेशन उत्पन्न करने के लिए, एफएएसएम 1.69.50 का उपयोग किया जाता है। EFI बाइट कोड वर्चुअल मशीन के लिए निर्देश हेक्साडेसिमल स्थिरांक के रूप में निर्दिष्ट हैं। हमारे अनुसंधान हित से प्रेरित होकर, हमने जानबूझकर उच्च-स्तरीय भाषाओं का उपयोग छोड़ दिया और कोडांतरक EBC में अपना उदाहरण लिखा। साथ ही, हमें इस तथ्य से जुड़ी कई समस्याओं को हल करना था कि एफएएसएम अनुवादक ईबीसी का समर्थन नहीं करता है।

प्रसारण के बाद, helloebc.efi फ़ाइल के हेडर में, पते पर 84h, 85h, बाइट्स 64h, 86h को BCh, 0Eh से बदलना होगा। इस प्रकार, मशीन प्रकार फ़ील्ड, जिसमें मूल रूप से 8664h (x86-64 मशीन) होता है, को 0EBCh (EBC मशीन) द्वारा बदल दिया जाता है। यूईएफआई शेल में निर्मित संपादक को शुरू करने के लिए, कमांड प्रॉम्प्ट पर आपको टाइप करने की आवश्यकता है: हेक्सेडिट हेलोबेफेफी ।



चित्र 1 । अनुप्रयोग शीर्ष लेख में मशीन प्रकार फ़ील्ड का सुधार

उसके बाद, आप एप्लिकेशन चला सकते हैं।



अंजीर २ । आवेदन परिणाम

आवेदन इंटेल ईबीसी डीबगर के तहत भी चलाया जा सकता है।



अंजीर 3 । लोड कमांड के साथ डीबगर लोड हो रहा है और इंटेल ईबीसी डीबगर के तहत ईबीसी एप्लिकेशन लॉन्च कर रहा है

सारांश

हमने IA32 EFI और x64 UEFI वातावरण में परीक्षण मामले का परीक्षण किया। सैद्धांतिक रूप से, इसे इटेनियम और एआरएम प्रोसेसर के साथ प्लेटफार्मों पर काम करना चाहिए, लेकिन इन प्रणालियों की दुर्गमता के कारण, हम इसे सत्यापित नहीं कर सके।

आवेदन PE64 (पोर्टेबल निष्पादन योग्य 64-बिट) मोड में प्रसारित किया जाता है। कुछ विरासत ईएफआई कार्यान्वयन (उदाहरण के लिए, इंटेल ईएफआई संस्करण 1.10.14.59 एक बूट डिस्केट से लॉन्च किया गया नमूना कार्यान्वयन एमुलेटर) इस आवेदन प्रारूप के साथ संगत नहीं है। यह लोड पते के लिए मॉड्यूल को कॉन्फ़िगर करते समय उपयोग की जाने वाली स्थानांतरित करने योग्य तत्वों की तालिका की गलत व्याख्या में अनुवाद करता है। एक समाधान सॉफ्टवेयर को कॉन्फ़िगर करना है।

चूंकि FASM अनुवादक EFI बाइट कोड का समर्थन नहीं करता है, इसलिए FASM वातावरण में EBC कोडांतरक स्तर पर कुशल प्रोग्रामिंग सुनिश्चित करने के लिए, हमें निम्नलिखित कार्य करने होंगे:

1. मॉड्यूल चेकसम के पुनर्गणना के साथ एक यूईएफआई आवेदन के हेडर में मशीन के प्रकार के क्षेत्र को फिर से लिखने के लिए एक छोटी उपयोगिता उपयोगिता लिखें।
2. FASM वातावरण में कोडांतरक EBC mnemonics का उपयोग करने के लिए मैक्रो का एक सेट तैयार करें।

जानकारी के स्रोत

• यूईएफआई फीनिक्सविकी, फीनिक्स टेक्नोलॉजीज
• इंटेल ईबीसी डीबगर, यूईएफआई फोरम
• UEFI का उपयोग कैसे करें