Cstyle的UEFI导读之SEC第一篇 Reset Vector

    最近小看了一下SEC部分的code,现在来做个总结。所谓SEC就是CPU刚刚完成硬件初始化的是时候执行的和CPU体系架构息息相关的代码。主要是为后续CPU以及Chipset初始化代码所需的必备的环境做准备。大概总结了下有以下几个方面:
1.RestVector的初始化,以及异常向量的初始化
2.CPU工作模式的切换
3.Enable Memory mape PCI-E Config Space,RCBA,MCHBAR,GPIOBASE,PMBASE,HPEC,等
4.MicroCode的加载(可选)
5.侦测系统中的CPU的数量
6.初始化NEM(至此我们基本从渺无人烟的荒漠跳到了小绿洲了)
7.跳转到PEICore至此SEC阶段结束(继续在这片贫瘠的小绿洲上辛勤耕耘,亟待解救)
8.PEICore初始化内存(这次算是从绿洲迁移到土地肥沃富庶的中原地带了)
9.从PEI跳到DXECore(在核心的中原腹地大展拳脚,攻城略地)
10.从DXE历经BDS引导操作系统,交由OS来掌控大权。(功成身退,为避兔死狗烹,正式进行权利交接,BIOS退出历史舞台,到后台享清福去)

ResetVector:

      这里我们用一个intel的的BIOS ROM作为分析对象,ROM是从系统当中用RW读取的,当然你不需要读取所有的ROM文件,实际上SEC部分很小, 大概只有几百字节到几K的大小,用RW来读完全没有问题,当然你RU之类的工具也行,如果使用其他的一些工具能读回来整个ROM更好,或者如果你是一个BIOSREN的话完全可以打开你的source code来看,读取回来之后保存为BIOS.bin文件,然后就可以使用UE或者Notpadd来打开查看,这个bin档案是我们的CPU最终执行的二进制目标文件,我们可以在DOS下使用debug工具来进行反汇编,可以在没有源代码的情况下分析我们的CPU的第一条指令是如何执行的。具体的实现方法大概如下:
    1.使用RW来读取memory的0xfffffff0位置就像下面截图1一样,不过在做这个之前,下确认下你的主板的BIOS是否是UEFI的,本人的NB是intel的HM86,看了下是AMI Aptio的core这里仅仅以intel的板子为例,AMD的可自行研究,但是方法一样。上面的90 90就是CPU上电之后执行的第一条指令,可以查intel的文档,这两个字节其实是表示两条指令,NOP NOP意思是CPU什么也不做,等待两个指令周期。然后下一条指令是 E9  C3F8 这里的意思是一条跳转指令,意思是JMP 0xF8C3,这是一条段内相对跳转指令,CPU只改变IP地址,不改变段地址。跳转的目标地址是:0xfffffff5+0xF8C3 =?这地址是多少,会算吗?这里有好几个陷阱需要我们注意:

1.JMP指令是基于当前的下一条地址往另外一个地址做段内跳转,所有是0xfffffff5
2.X86是小端模式,所以目标的偏移地址是0xF8C3,而不是0xC3F8
3.0xF8C3是一个负数,所以跳转地址是在0xfffffff5基础上往回跳,否则IP已经指向了0xfffffff5,再跳就跳出了4G的了(不知道的跳出去了,会发生什么异常)。
4.所以最终的结果是:0xfffffff5+0xF8C3 =0xfffff8B8
Cstyle的UEFI导读之SEC第一篇 Reset Vector_第1张图片
                                                                                    图1
下面2就是CPU完成了ResetVector跳转之后执行的第一条有意义的指令,我们通过查询inel的手册:FINIT指令(0xdb,0xe3)用来清除浮点数据寄存器栈和异常,初始化 FPU。为程序提供一个“干净”的初始状态。否则,遗留在浮点寄存器栈中的数据可能会产生堆栈溢出,至此的第一条指令的讲解到此为止。细节有再说。
Cstyle的UEFI导读之SEC第一篇 Reset Vector_第2张图片
                                                                                    图2
5.刚刚说完了第一条指令,下面来说重点SECCore。
    那么说了半天SECCore到底在哪里呢,其实刚刚我们看到的第一条指令就是SECCore的入口,经过刚刚的一番折腾其实我们已经进入到了SECCore,那么现在我们来看看真正的SECCore。这回还是使用RW。从下面的这张图可以看到在0xffffff60的位置有如下的一系列数字,这个看似无序的数字其实是有着特殊的意义的,相信高手一眼就能可能出端倪来。仔细看看能看到什么?没错这个从offset 00~FF其实是一个很特殊的数字,我们把他称之为top file GUID当然它还有一个更为官方的名字叫做Volume Top File (VTF),从这里开始到我们刚刚的ResetVector结束这一段所有的内容就是我们的SECCore,看起来很诡异是吧,其实不然,这个都是有文档规定的,细节可以参考intel的大叔们写的那一堆的文档。

6.接着往下看图3,Offset 10~17,这里是SECCore的FFS file header,意思是说,SECCore文件的校验和是(0xAA5e),文件是0x03(SECCore),属性是0x00(1 Byte对齐),文件大小是0xaa0字节,当前文件状态是0xF8(可查看相关文档具体信息);再往下就是offset 18~ 1b,这里表示FFS file section大小是0x0a44字节,Section类型是0x10(PE32类型),这里我们找到了第一个的FFS file section;如图4接着刚刚的步骤递归的往下找,我们可以找到第二个section在0xffffffbc的位置,其大小为0x44字节,类型为0x19(RAW类型),其实深究的话你会发现这个部分并不是我们的汇编语言编译产生的,而是在我们的代码编译完成之后使用特殊的工具来修改我们的SECcore代码,把这部分的二进制的文档强行插入进来的。然后修改部分的地址定位和文件大小的偏移。细看下底下的第二幅图4和最上面的图1是否有些相似,是的,其实这两个就是同一幅图,只不过是从不同的方式去找打他们并且读出来而已。
Cstyle的UEFI导读之SEC第一篇 Reset Vector_第3张图片
                                                                                    图3

Cstyle的UEFI导读之SEC第一篇 Reset Vector_第4张图片
                                                                                    图4

7.现在我接着看图3,来看下PE32 section里面有什么东西。
    我们先紧接着(6)来看,仔细看图3的Offset 1c~1d看能看到什么,“MZ”没错,这个就是传说中的幻数,说起这个幻数,我还查了一下资料,这是是MS的一位大叔Mark Zbikowski的名字的缩写,牛人就是牛人,让所有的KB的程序猿都记住他的大名了,更可恨的是这辈子咱们离不开它,你不用他还不行。看到了幻数我们就距离真相不远了,看下下面的数据结构,偏移量为0x3d的位置是0xB8( e_lfanew),然后我们再看offset 0xB8的位置,看到了什么 "PE",没错看到了熟悉的字符,这个就表示这里是这个PE32 格式section的文件头,剩下的就是一些关于PE32/PE32+格式的一些头,大家可以自行研究,再附上一张图5展示PE的格式。方便进行之后的分析。
typedef struct {
  UINT16  e_magic;    // Magic number
  UINT16  e_cblp;     // Bytes on last page of file
  UINT16  e_cp;       // Pages in file
  UINT16  e_crlc;     // Relocations
  UINT16  e_cparhdr;  // Size of header in paragraphs
  UINT16  e_minalloc; // Minimum extra paragraphs needed
  UINT16  e_maxalloc; // Maximum extra paragraphs needed
  UINT16  e_ss;       // Initial (relative) SS value
  UINT16  e_sp;       // Initial SP value
  UINT16  e_csum;     // Checksum
  UINT16  e_ip;       // Initial IP value
  UINT16  e_cs;       // Initial (relative) CS value
  UINT16  e_lfarlc;   // File address of relocation table
  UINT16  e_ovno;     // Overlay number
  UINT16  e_res[4];   // Reserved words
  UINT16  e_oemid;    // OEM identifier (for e_oeminfo)
  UINT16  e_oeminfo;  // OEM information; e_oemid specific
  UINT16  e_res2[10]; // Reserved words
  UINT32  e_lfanew;   // File address of new exe header//偏移量为0x3d
} EFI_IMAGE_DOS_HEADER;
Cstyle的UEFI导读之SEC第一篇 Reset Vector_第5张图片
                                                                                    图5

今天就先到这里,觅食去,今天的第二顿,饿、饿、饿,之后在接着图5往下分析,尽请期待。

转载请注明出处
[email protected]  //  http://blog.csdn.net/CStyle_0x007

 

你可能感兴趣的:(vector)