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用 EDK2 编译你的第一个 UEFI 程序：HelloWorld

🔥 UEFI/BSP 开发系列第 010 篇 | 难度：⭐ 入门

作者：BSP 开发工程师

系列目标：300 篇由浅入深，构建完整的 UEFI 固件知识体系

写在前面

前两篇我们在 Windows 和 Linux 上搭好了 EDK2 开发环境，编译出了 OVMF 固件。

但那是编译别人写好的代码。

今天，我们要写自己的代码——一个在 UEFI 环境中运行的 HelloWorld 程序。

是的，这个程序不在 Windows 里运行，不在 Linux 里运行，它运行在操作系统启动之前，直接和固件对话。

如果你以前只写过跑在 OS 上面的程序，今天你将第一次触碰到"OS 之下"的世界。

很酷，对吧？

一、UEFI 程序和普通程序有什么不同？

先看一段普通 C 语言 HelloWorld：

#include<stdio.h>intmain(){printf("Hello, World!\n");return0;}

这段代码依赖stdio.h，依赖 C 标准库，依赖操作系统的系统调用。没有 OS，它跑不起来。

再看 UEFI 版本的 HelloWorld：

#include<Uefi.h>#include<Library/UefiApplicationEntryPoint.h>#include<Library/UefiLib.h>EFI_STATUS EFIAPIUefiMain(IN EFI_HANDLE ImageHandle,IN EFI_SYSTEM_TABLE*SystemTable){Print(L"Hello, UEFI World!\n");returnEFI_SUCCESS;}

几个关键区别：

💡 UEFI 程序的入口函数接收两个参数：

• ImageHandle：当前程序自己的"身份证"
• SystemTable：系统服务表，通过它可以访问所有 UEFI 提供的功能（屏幕输出、内存分配、文件操作等）

Print(L"...")本质上是通过SystemTable->ConOut->OutputString()在屏幕上输出文字。UEFI 用的是 Unicode（UTF-16），所以字符串前面有个L。

二、创建 HelloWorld 程序

我们需要创建两个文件：

1. 源代码文件.c— 程序逻辑
2. 模块描述文件.inf— 告诉 EDK2 构建系统怎么编译这个模块

2.1 创建目录

在 EDK2 的某个 Package 下创建我们的程序目录。初学者直接放在MdeModulePkg下最简单：

mkdir-p~/UEFI/edk2/MdeModulePkg/Application/HelloWorld

Windows 下对应路径：C:\UEFI\edk2\MdeModulePkg\Application\HelloWorld

2.2 创建源代码：HelloWorld.c

/** @file My first UEFI application - HelloWorld Copyright (c) 2024, My Name. All rights reserved. SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause-Patent **/#include<Uefi.h>#include<Library/UefiApplicationEntryPoint.h>#include<Library/UefiLib.h>#include<Library/UefiBootServicesTableLib.h>EFI_STATUS EFIAPIUefiMain(IN EFI_HANDLE ImageHandle,IN EFI_SYSTEM_TABLE*SystemTable){// 在屏幕上打印 Hello WorldPrint(L"=================================\n");Print(L" Hello, UEFI World!\n");Print(L" This is my first UEFI app.\n");Print(L"=================================\n");Print(L"\nPress any key to exit...\n");// 等待用户按下任意键EFI_INPUT_KEY Key;gBS->WaitForEvent(1,&gST->ConIn->WaitForKey,NULL);gST->ConIn->ReadKeyStroke(gST->ConIn,&Key);returnEFI_SUCCESS;}

💡代码解读：

• gST= Global System Table，就是入口函数的SystemTable参数的全局版本
• gBS= Global Boot Services，启动阶段的服务集合
• WaitForEvent让程序暂停，等待键盘输入事件
• 这就像普通 C 程序里的getchar()或system("pause")

2.3 创建模块描述文件：HelloWorld.inf

## @file # My first UEFI Application - HelloWorld # # Copyright (c) 2024, My Name. All rights reserved. # SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause-Patent ## [Defines] INF_VERSION = 0x00010005 BASE_NAME = HelloWorld FILE_GUID = a912f198-7f0e-4803-b908-b757b806ec83 MODULE_TYPE = UEFI_APPLICATION VERSION_STRING = 1.0 ENTRY_POINT = UefiMain [Sources] HelloWorld.c [Packages] MdePkg/MdePkg.dec MdeModulePkg/MdeModulePkg.dec [LibraryClasses] UefiApplicationEntryPoint UefiLib UefiBootServicesTableLib

INF 文件各段含义

INF 文件是 EDK2 中每个模块的"身份证"——每个 .c 文件想被编译，必须有一个对应的 .inf 文件。

你可以把 INF 文件理解为 EDK2 版本的Makefile或CMakeLists.txt，但它更偏向"声明式"——你只需要告诉构建系统"我叫什么、我依赖什么"，具体怎么编译由 EDK2 的 build 工具自动处理。

那DSC 文件又是什么？DSC（Description file）是平台级别的总管文件——它定义了"整个固件由哪些模块组成"。一个.dsc对应一个平台（比如 OvmfPkgX64.dsc 对应 QEMU 虚拟机平台）。

简单说：INF 描述一个模块，DSC 把一堆模块组装成一个固件。后面第 062~064 篇会详细讲解这些文件。

⚠️FILE_GUID必须是唯一的。你可以用在线 GUID 生成器生成一个，也可以用 Python：

importuuid;print(str(uuid.uuid4()))

⚠️MODULE_TYPE = UEFI_APPLICATION表示这是一个 UEFI 应用程序（类似 EXE），不是驱动。

三、把程序加入编译

光创建了文件还不够，你需要告诉 EDK2 的构建系统：“嘿，我有一个新模块，请编译它。”

方法：修改 .dsc 文件

编辑 OVMF 平台的 DSC 文件，把我们的模块添加进去：

vim~/UEFI/edk2/OvmfPkg/OvmfPkgX64.dsc

找到[Components]段（文件末尾附近），添加一行：

[Components] # ... 已有的模块列表 ... MdeModulePkg/Application/HelloWorld/HelloWorld.inf # <-- 添加这一行

保存退出。

四、编译

# Linuxcd~/UEFI/edk2source.venv/bin/activatesourceedksetup.sh build

# Windows（VS 开发者命令行） cd C:\UEFI\edk2 edksetup.bat build

编译成功后，你的 HelloWorld 程序在这里：

# Linux Build/OvmfX64/DEBUG_GCC5/X64/HelloWorld.efi # Windows Build\OvmfX64\DEBUG_VS2022\X64\HelloWorld.efi

这个.efi文件就是你的 UEFI 可执行程序！它的格式是 PE32+（和 Windows 的 EXE 格式很像，但是跑在固件环境里）。

五、在 QEMU 中运行

5.1 创建一个虚拟磁盘

我们需要把 HelloWorld.efi 放到一个虚拟磁盘里，这样 UEFI Shell 才能找到它：

# 创建一个 FAT 格式的虚拟磁盘镜像ddif=/dev/zeroof=disk.imgbs=1Mcount=64mkfs.fat disk.img# 创建挂载点并挂载mkdir-p/tmp/uefi_disksudomountdisk.img /tmp/uefi_disk# 把 HelloWorld.efi 复制进去sudocpBuild/OvmfX64/DEBUG_GCC5/X64/HelloWorld.efi /tmp/uefi_disk/# 卸载sudoumount/tmp/uefi_disk

5.2 用 QEMU 启动

qemu-system-x86_64\-biosBuild/OvmfX64/DEBUG_GCC5/FV/OVMF.fd\-drivefile=disk.img,format=raw\-netnone\-serialstdio

5.3 在 UEFI Shell 中运行

QEMU 启动后进入 UEFI Shell，执行：

Shell> fs0: FS0:\> HelloWorld.efi

如果一切正常，你会看到：

================================= Hello, UEFI World! This is my first UEFI app. ================================= Press any key to exit...

🎉 恭喜！你成功运行了人生中第一个 UEFI 程序！

这段代码在操作系统启动之前就运行了。此刻没有 Windows，没有 Linux，只有你的代码和 UEFI 固件。

六、深入理解：这个程序到底经历了什么？

从你输入HelloWorld.efi到看到输出，UEFI 做了这些事：

你输入 HelloWorld.efi 并回车 ↓ UEFI Shell 在 FAT 文件系统中找到 HelloWorld.efi ↓ UEFI Image Loader 把 PE32+ 格式的 EFI 文件加载到内存 ↓ 检查文件头、分配内存、解析依赖 ↓ 跳转到入口函数 UefiMain() ↓ UefiMain 调用 Print() → 实际调用 SystemTable->ConOut->OutputString() ↓ GOP 驱动把字符渲染到屏幕上 ↓ WaitForEvent 等待键盘中断 ↓ 你按下任意键 → 函数返回 EFI_SUCCESS ↓ UEFI Shell 回收内存，回到命令行

你以为只是打印了一行字，其实背后有 Protocol 调用、内存管理、事件机制、驱动配合……这就是 UEFI 的面向对象架构在工作。

七、总结

下一篇：#011 UEFI Shell 是什么？它能干什么？——UEFI 固件里的"命令行工具"，比你想的强大得多。

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