UEFI Spec 学习笔记---3 - Boot Manager(1)_uefi drivers spec-优快云博客

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3 - Boot Manager

UEFI Boot Manager 是一个固件政策引擎，它会去通过读取 NVRAM 中的全局变量（也就是 Boot Option 对应的 BootXXXX）来获取可以 boot 的启动项，然后根据中间的信息来加载 UEFI driver 或者 UEFI Image.同时在这个加载过程中若是遇到异常情况，也可也实现其他异常处理机制（比如启动完所有的启动项，都失败则进入 setup 界面）。

Boot Option 主要是有以下特性：

Boot Manager 是通过 NVRAM 中获取的
其他对于 BootOption 的修改，只是针对于下一次重启，也就是下次重启之后， bootoption 会被根据当前配置重新创建。
BootOption 中间包含的信息可以是：

可以从什么地方去进行 boot 引导
包含对应包含 UEFI Driver 或者 UEFI Image 的硬件指针
可以包含系统分区的目录的路径以及其他配置目录
同时包含便于人读取的描述符

结构体如下：

typedef struct {
  //
  // Data read from UEFI NV variables
  //
  UINTN                                OptionNumber;     // #### numerical value, could be LoadOptionNumberUnassigned
  EFI_BOOT_MANAGER_LOAD_OPTION_TYPE    OptionType;       // LoadOptionTypeBoot or LoadOptionTypeDriver
  UINT32                               Attributes;       // Load Option Attributes
  CHAR16                               *Description;     // Load Option Description
  EFI_DEVICE_PATH_PROTOCOL             *FilePath;        // Load Option Device Path
  UINT8                                *OptionalData;    // Load Option optional data to pass into image
  UINT32                               OptionalDataSize; // Load Option size of OptionalData
  EFI_GUID                             VendorGuid;

  //
  // Used at runtime
  //
  EFI_STATUS                           Status;          // Status returned from boot attempt gBS->StartImage ()
  CHAR16                               *ExitData;       // Exit data returned from gBS->StartImage ()
  UINTN                                ExitDataSize;    // Size of ExitData
} EFI_BOOT_MANAGER_LOAD_OPTION;

NVRAM还可以包含直接传递给UEFI映像的加载选项。平台固件不知道 BootOption 中包含的内容。BootOption由高级软件在写入全局NVRAM变量以设置平台固件启动策略时设置。如果操作系统内核的位置与UEFI操作系统加载程序的位置不同，则可以使用此信息来定义操作系统内核的位置。（可以理解为系统 bootx64.efi 在执行的时候，会去创建一个 Bootoption，名字就是系统的名字）。

3.1 Firmware Boot Manager

Firmware Boot Manager是符合此规范的固件中的一个组件，它决定应该显式加载哪些驱动程序和应用程序以及何时加载。一旦兼容固件被初始化，它就会将控制传递给引导管理器。然后，Boot Manager负责确定要加载什么，以及可能需要与用户进行交互才能做出这样的决定。

boot manager所采取的操作取决于系统类型和系统设计者设置的策略。对于允许安装新的引导变量的系统，引导管理器必须自动或根据加载项的请求，初始化至少一个系统控制台，以及执行主引导目标中指示的所有必要的设备初始化。对于这样的系统，引导管理器还需要遵循BootOrder变量中设置的优先级

特别是，可能的实现选项可能包括任何与引导有关的控制台接口、引导选择的集成平台管理，以及可能通过引导管理器集成到系统中的其他内部应用程序或恢复驱动程序的知识

3.1.1 Boot Manager Programming

与引导管理器的编程交互是通过全局定义的变量完成的。在初始化时，引导管理器读取包含中UEFI环境变量所有 Bootoption 的值。通过使用SetVariable（）函数，可以修改包含这些Bootoption variable 的数据。这些修改保证在下一次系统启动开始后生效。但是， Boot Manager实现可以选择使对影响的变量的所有后续访问的更改立即生效。

在 UEFI 中可以 boot 的启动项的变量可以是：Boot####, Driver####, SysPrep####, OsRecovery#### 或者 PlatformRecovery#### variable，中####是一个标识符，必须是整数而且是唯一的，范围是 0000-FFFF。

BootManager 先会去加载包含Driver####的 DriverOrder，然后加载包含 Boot####的 BootOrder。在创建 Boot####的时候同步会将 Boot####添加到 BootOrder.

在加载启动项的时候，BootManger 会去轮询所有的 BootOption，直到返回是EFI_SUCCESS，然后显示启动菜单；若是没有一个返回EFI_SUCCESS，则会处理 recovery boot option.

同时启用安全启动时，UEFI引导管理器的行为会受到影响，在启动时会对对应的启动项检查，看是否有签名或者在白名单内等等行为。