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1 \chapter{UEFI}
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4 \section{UEFI}
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5 UEFI\cite{uefi}とは、Unified Extensible Firmware Interfaceの略で
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6 OSとプラットフォームファームウェアの間のソフトウェアインタフェースを定義する仕様である。
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7 1990年代半ばにIntelによってBIOSに変わるEFI仕様が開発された。
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8 2005年にIntel、AMD、Apple、Microsoftなどの企業からなるUnified EFI Forumという業界団体のもとUEFIが開発された。
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9 UEFIは単なるインタフェースの仕様であるため、特定のプロセッサに依存しない。
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10 以前までのBIOSと異なり、近代的なソフトウェア開発手法を用いることが推奨されていて、C言語などで実装ができる。
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13 \section{BIOSとUEFI}
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14 UEFIはBIOSの後継として開発されたがBIOSと大きな違いがいくつかある。
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15 BIOSとUEFIの違いは表\ref{tb:biso_uefi}である。
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16 \begin{table}[H]
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17 \begin{center}
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18 \caption{BIOSとUEFIの違い}
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19 \begin{tabular}{|c|c|c|c|} \hline
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20 & BIOS & UEFI(32bit) & UEFI(64bit)\\ \hline
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21 CPU & 16bit & 32bit & 64bit \\ \hline
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22 メモリ空間 & 1MB & 4GB & 256TB\\ \hline
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23 BOOT & MBR & GPT & GPT \\ \hline
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24 デバイス規格 & PS/2 & USB & USB \\ \hline
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25 \end{tabular}
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26 \label{tb:biso_uefi}
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27 \end{center}
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28 \end{table}
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29 \subsection{CPU}
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30 BIOSは、40年近く前から存在しているので、16bitCPU前提のアーキテクチャであるため16bitで起動する。
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31 また、CPUリアルモードでないとBIOSから起動できない。
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32 さらに、CPUのアーキテクチャに依存し、アーキテクチャごとに設定しなければならない。
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33 しかし、UEFIは、32bit、64bitの両方を起動できる。起動も64bitモードで可能。
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34 また、CPUのアーキテクチャに依存しない。
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36 \subsection{メモリ空間}
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37 16bitCPUのメモリのアドレス空間は2の16乗で64KBであった。
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38 つまり、16bitBIOSでは、64KBの16倍である1MBまでしか使えない。
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39 UEFIでは、32bitなら2の32乗bitで4GB、64bitなら2の64乗bitで256TBまでメモリを潤沢に使える。
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40 これにより、セキュリティを含めたシステム機能の強化が可能になった。
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42 \subsection{BOOT}
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43 BIOSとUEFIでは、BOOT方式が違う。
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44 BIOSは、ディスク先頭の512バイトにBootLoaderとパーティーションテーブル(MBR)が格納されていて
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45 第一セクタの512バイトがメモリにコピーされ、そこにジャンプする。
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46 そして、そのBootLoaderが起動する。BootLoaderがカーネルとディスクイメージをメモリにロードし、
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47 カーネルが初期化処理をする。その後OSが起動される。
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48 UEFIは、UEFIファームウェアがロードされ、起動に必要なハードウェアを初期化する。
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49 次にファームウェアがBootマネージャのデータを読み込みどのUEFI Applicationをどこから起動するか決定する。
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50 ファームウェアのブートマネージャのブートエントリに定義されているように UEFI Application をファームウェアが起動する。
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51 起動しらUEFI Applicationが他のApplicationやカーネルとBootLoaderを起動する。
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53 \subsection{デバイス}
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54 マウスやキーボードなどのデバイスの規格がBIOSとUEFIで変わる。
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55 BIOSはUSBが発明される前から存在しているのでデバイス規格はPS/2を使用していた。
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56 PS/2は端子を通じてキーボードとマウスがキーボードコントローラに接続され、CPUからI/Oバス経由でキーボードコントローラとやりとりをする。
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57 しかし、PS/2ではマウスとキーボードしか接続できないため、汎用性の高いUSBが主流になってきた。
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58 だが、USBに対応していないデバイスも存在したため、USBキーボードをPS/2キーボードに見せかけるエミュレータ機能が存在した。
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59 一方、UEFIではUSBが主流なため、デバイスの規格は基本的にUSBであることが多い。
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61 \section{UEFI Application}
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63 \section{UEFI Hello World}
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64 UEFIを開発する際に
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66 \section{Raspberry Pi上のUEFI}
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68 \section{QEMU 上の UEFI} |
