multiboot2报头要正确进入“启用启动服务的EFI amd64机器状态”- hlt指令不工作？

Question

我有一个基本的start.asm (nasm汇编程序)和一个multiboot2_header.asm的简单设置，一旦编译就可以链接到一起。multiboot2头位于最终ELF64-x86_64-file的开头。要运行它，我使用QEMU -> OVMF (UEFI) -> GRUB -> <my-binarỳ>。当我使用最小的multiboot2头时，一切都正常:我处于32位模式，我可以设置自己的堆栈和调用函数。为了验证这一点，我检查QEMU中的寄存器。但是现在我想引导到EFI amd64 machine state with boot services enabled，这是在3.5 multiboot2规范[1]部分中定义的，但是这会带来问题。

如何实现我的目标:规范告诉我们，multiboot2头必须包含两个标记EFI boot services tag: leaves UEFI boot services enabled和EFI amd64 entry address tag of Multiboot2 header tag。我确信我做对了(下面的代码)。

问题(更新2021-06-17)经过进一步的调查，看起来我的方法大多是(？)对，是这样。问题是，我的hlt指令被忽略了。这样，执行的代码比预期的要多，而且一些执行会毒害eax。如果我将开始符号中的hlt更改为无限无条件jmp到该jmp的地址，则eax中的值是正确的！(更新结束)。

multiboot2-header.asm:

; This file uses "Netwide Assembler Syntax" and can be compiled by running
; `nasm -f elf64 multiboot2_header.asm -o multiboot2_header.o`
;
; External symbol, that comes "start.asm"
EXTERN start

ALIGN   8  ; according to spec, the header must be 64-bit (8 byte) aligned
section .multiboot_header

    header_start:
        ;   dd => int 32, see https://www.cs.uaf.edu/2017/fall/cs301/reference/x86_64.html
        dd  0xe85250d6                ; magic number (multiboot 2 spec)
        dd  0                         ; architecture 0 (protected mode i386; spec doesn't specify many options)
        dd  header_end - header_start ; header length
        ;   checksum
        dd  0x100000000 - (0xe85250d6 + 0 + (header_end - header_start))

        ; OPTIONAL MULTIBOOT2 TAGS (additional to required END TAG)
        ; In order to boot into "EFI amd64 machine state with boot services enabled" (3.5 in Spec, 2021-06)
        ; machine state, we must specify a few additional tags:
        ;
        ; ------------------------------------------------------------------------------------
        ; "EFI boot services tag": leaves UEFI boot services enabled: its our task to exit them
        ALIGN   8       ; alignment in bits, according to multiboot2 spec, tags are 8-byte (64bit) aligned
        dw      7       ; type  (16bit)
        dw      0       ; flags (16bit)
        dd      8       ; size  (32bit)
        ; ------------------------------------------------------------------------------------
        ; "EFI amd64 entry address tag of Multiboot2 header tag"
        ALIGN   8
        dw      9       ; type  (16bit)
        dw      0       ; flags (16bit)
        dd      12      ; size  (32bit)
        ; TODO I'm not entirely sure how this works together with the "start" symbol from the linker script:
        ;  perhaps the start symbol in the linker script is a fallback, if this is not found
        dd      start   ; entry_addr (32bit)
        ; ------------------------------------------------------------------------------------
        ; REQUIRED END TAG
        ALIGN   8
        dw      0       ; type  (16bit)
        dw      0       ; flags (16bit)
        dd      8       ; size  (32bit)
    header_end:

PS:锈蚀工具引导信息[2]正确识别multiboot2头和指定的标签在我的最终ELF。

Answer 1

我最初的方法是正确的，而且实际上是正确的。我只是因为两种误解而无法正确地检查一下：

• 我实际上处于64位长模式，但试图执行32位代码。
• hlt指令不起作用，因为QEMU被中断，hlt被清除

在启动/切换后，您可以轻松地验证QEMU中的寄存器，如果开始符号如下所示：

GLOBAL start

SECTION .text

; produce x-bit x86 code (even if this will be an ELF-64 file)
[BITS 64]

    start:
        mov r12, 0xffffeeeeddddcccc   ; verify that we are in 64-bit mode (otherwise this fails)
        cli ; without clear interrupts, the hlt is ignored (I don't know what interrupt comes.. maybe the key input in qemu)
        hlt