BitVisorのEFI向け VMM Loader(1st stage)のコードを読んでみる

Dec 7, 2017

この記事は BitVisor Advent Calendar 7日目の記事として書かれた．ここでは，BitVisorのEFI向け VMMLoader(1st stage)のコードを読んでみる．

EFI Loaderのコードは boot/uefi-loader/loadvmm.c にある．

efi_mainをみていく．

        status = systab->BootServices->
                HandleProtocol (image, &LoadedImageProtocol, &tmp);

LoadedImageProtocolがサポートされているかを確認．

        status = systab->BootServices->
                HandleProtocol (loaded_image->DeviceHandle,
                                &FileSystemProtocol, &tmp);

FileSystemProtocolがサポートされているかを確認．

        create_file_path (loaded_image->FilePath, L"bitvisor.elf", file_path,
                          sizeof file_path / sizeof file_path[0]);

ここで，bitvisor.elfまでのパスを作成する．

        status = fileio->OpenVolume (fileio, &file);

ボリュームを開く．

        status = file->Open (file, &file2, file_path, EFI_FILE_MODE_READ, 0);

先で作成したファイルパスのファイルを開く．

        status = systab->BootServices->AllocatePages (AllocateMaxAddress,
                                                      EfiLoaderData, 0x10,
                                                      &paddr);

4KiB*0x10=64KiBだけページをAllocateする．

	readsize = 0x10000;
	status = file2->Read (file2, &readsize, (void *)paddr);

bitvisor.elfのうち0x10000だけpaddrに展開する．このあたりのマジックナンバーについては榮樂さんによるスライドに詳しく書いてある．それによれば，

BitVisorのVMMローダ(2nd stage)ではELFバイナリの先頭64KiB

(20ページ目) とある．この部分はその先頭64KiBを読み出していると考えられる．

	entry = *(uint32_t *)(paddr + 0x18);
	entry_func = (entry_func_t *)(paddr + (entry & 0xFFFF));

ELFの先頭アドレスからエントリポイントを計算し，entry_funcとする．

	struct bitvisor_boot boot_ext = {
		UEFI_BITVISOR_BOOT_UUID,
		paddr,
		readsize,
		file2
	};
	void *boot_exts[] = {
		&boot_ext,
		NULL
	};

	boot_error = entry_func (image, systab, boot_exts);

必要な情報を構造体に抱えてentry_funcに飛び込む．

以上を簡単にまとめると，ファイルの読み出し->エントリポイントの計算->エントリポイントへのジャンプのようになっている． ELFのパースを行わないことで，簡素な実装となっていることが見て取れる．また，

最後に

EFIアプリケーションの開発と言えばEDK2やgnu-efiがあるが， BitVisorのEFI Loaderの場合，EDKからのヘッダを利用し， x86_64-w64-mingw32-gccによりコンパイルを行う．このため依存関係が少なくコンパイルが容易であると言える．

BitVisorのuefi-loaderに加え，品川先生のuefi-simpleに刺激を受け， uefi-sample というサンプルを作成した．これにより，EDK2やgnu-efiに頼ることなくEFIアプリケーションを作成することができる．

ここでは，BitVisor のVMMローダ(1st stage)のコードを読んだ．機会があれば，2nd stageのコードも読んでみたい．

最後に

参考文献