Coreboot - Coreboot

coreboot
Черно-белое изображение бегущего зайца над текстом «coreboot» строчными буквами без засечек
Оригинальный автор (ы)Рональд Г. Миннич, Эрик Бидерман, Ли-Та (Олли) Ло, Стефан Рейнауэр и сообщество coreboot
изначальный выпуск1999; 21 год назад (1999)
Стабильный выпуск
4.12 / 12 мая 2020; 6 месяцев назад (2020-05-12)[1]
Репозиторий
Отредактируйте это в Викиданных
Написано вПо большей части C, и около 1% в сборка. Необязательно Ада
ПлатформаIA-32, x86-64, ARMv7,[2] ARMv8, MIPS, RISC-V, POWER8
ТипПрошивка
ЛицензияGPLv2[3]
Интернет сайтwww.coreboot.org Отредактируйте это в Викиданных

coreboot, ранее известный как LinuxBIOS,[4] это программный проект, направленный на замену проприетарных прошивка (BIOS или же UEFI ) встречается на большинстве компьютеров с облегченной прошивкой, предназначенной для выполнения минимального количества задач, необходимых для загрузки и запуска современного 32-битный или же 64-битный Операционная система.

Поскольку coreboot инициализирует голое оборудование, его необходимо перенести на каждый чипсет и материнская плата что он поддерживает. В результате загрузка ядра доступна только для ограниченного числа аппаратных платформ и моделей материнских плат.

Один из вариантов базовой загрузки - Libreboot, вариант основной загрузки, направленный на полное освобождение от проприетарные капли.

История

Проект coreboot начался зимой 1999 года в Лаборатории перспективных вычислений в г. Лос-Аламосская национальная лаборатория (LANL),[5]с целью создания BIOS, который бы быстро запускался и разумно обрабатывал ошибки.[6] Он лицензирован в соответствии с условиями Стандартная общественная лицензия GNU (GPL). Основные участники включают LANL, SiS, AMD, Основные системы и Linux Networx, Inc, а также производители материнских плат MSI, Гигабайт и Тянь, которые предлагают базовую загрузку вместе со своим стандартным BIOS или предоставляют спецификации аппаратных интерфейсов для некоторых из своих материнских плат. Google частично спонсирует проект coreboot.[7] CME Group, кластер фьючерсные биржи, начал поддерживать проект coreboot в 2009 году.[8]

coreboot принимается семь лет подряд (2007–2014) для Google Summer of Code.[9][10] За исключением первых трех моделей, все Chromebook запустить coreboot.[11][12] Код из Das U-Boot был ассимилирован, чтобы обеспечить поддержку процессоров на основе Набор инструкций ARM.[13]

В июне 2019 года Coreboot начал использовать АНБ программного обеспечения Гидра для своего разобрать механизм с целью понять, как это работает усилия по для конкретной прошивки проблемы после выпуск с открытым исходным кодом программного комплекса.[14]

Поддерживаемые платформы

Архитектуры ЦП, поддерживаемые загрузкой ядра, включают IA-32, x86-64, РУКА, ARM64, MIPS и RISC-V. Поддерживается система на кристалле (SOC) платформы включают AMD Жеода, начиная с процессора Geode GX, разработанного для OLPC. Artec Group добавила поддержку Geode LX для своих ThinCan модель DBE61; этот код был принят AMD и дополнительно улучшен для OLPC после обновления до платформы Geode LX, а также доработан сообществом coreboot для поддержки других вариантов Geode. Coreboot можно установить на платформу Geode, используя Flashrom.

Начиная с этой первоначальной разработки на платформах на базе AMD Geode, поддержка загрузки ядра была распространена на многие процессоры и наборы микросхем AMD. В список процессоров входят семейства 0Fh и 10h (K8 core), а недавно Family 14h (Рысь основной, Слияние ВСУ ). Поддержка coreboot также распространяется на чипсеты AMD: RS690, RS7xx, SB600, и SB8xx.

Общая инкапсулированная программная архитектура AMD (AGESA ) ‍ — ‌a бутстрап Протокол, с помощью которого инициализируются системные устройства на материнских платах AMD64‍ - был открыт в начале 2011 года с целью обеспечения необходимой функциональности для инициализации системы загрузки ядра на оборудовании AMD64.[15] Однако такие выпуски так и не стали основой для будущих разработок AMD и впоследствии были приостановлены.[16]

Устройства, которые могут быть предварительно загружены с помощью coreboot или одной из его производных, включают некоторые устройства на базе x86. Chromebook,[17][18] Libreboot X200 и T400 (переименованные в ThinkPad X200 и T400, соответственно, доступные от Minifree, ранее известные как Gluglug),[19][20] OLPC XO от Один ноутбук на ребенка инициатива ThinCan модели DBE61, DBE62 и DBE63, а также оборудование безвентиляторного сервера / маршрутизатора, производимое Двигатели для ПК.[21] Все Либрем ноутбуки поставляются с coreboot.[22] [23]

Немного Система76 На ПК используется прошивка TianoCore с основной загрузкой, в том числе с открытым исходным кодом Встроенный контроллер прошивка.

Дизайн

coreboot обычно загружает Ядро Linux, но может загрузить любой другой автономный ELF исполняемый файл, например iPXE, gPXE или Etherboot, который может загружать ядро ​​Linux по сети, или же SeaBIOS[24] который может загружать ядро ​​Linux, Майкрософт Виндоус 2000 и позже, а также BSD (ранее поддержка Windows 2000 / XP и OpenBSD обеспечивалась ADLO[25][26]). coreboot также может загружать ядро ​​с любого поддерживаемого устройства, например Myrinet, Quadrics или SCI. кластер соединяет. Загрузка другого ядра напрямую также возможно, например, План 9 ядро. Вместо того, чтобы загружать ядро ​​напрямую, coreboot может передать управление выделенному загрузчику, например версии с поддержкой coreboot. GNU GRUB 2.

coreboot написан в основном на C, с небольшим количеством код сборки. Выбор C в качестве основного языка программирования упрощает аудит кода по сравнению с BIOS современного ПК, который обычно был написан на ассемблере,[27] что приводит к повышению безопасности. Есть поддержка сборки и времени выполнения для записи частей coreboot в Ада[28] чтобы еще больше поднять планку безопасности, но в настоящее время она используется лишь эпизодически. Исходный код выпущен под GNU GPL версии 2 лицензия.

coreboot выполняет минимальный объем инициализации оборудования, а затем передает управление Операционная система. В результате, когда операционная система берет на себя управление, код загрузки ядра не запускается. Особенностью coreboot является то, что x86 версия работает в 32-битный режим после выполнения всего десяти инструкций[29] (почти все остальные BIOS x86 работают исключительно в 16 бит Режим). Это похоже на современные UEFI прошивка, которая используется на более новом оборудовании ПК.

Сама по себе coreboot не обеспечивает Вызов BIOS Сервисы. SeaBIOS полезная нагрузка может использоваться для обеспечения вызовов BIOS и, таким образом, для загрузки ядра операционные системы которым требуются эти службы, такие как Windows 2000 / XP / Vista / 7 и BSD. Однако большинство современных операционных систем обращаются к оборудованию другим способом и используют вызовы BIOS только во время ранней инициализации и в качестве резервного механизма.

этапы загрузки ядра

  1. Стадия загрузочного блока: подготовьтесь к получению доступа к Flash и найдите стадию ROM для использования
  2. Стадия ROM: память и ранний запуск набора микросхем (немного похоже на PEI в UEFI)
  3. Стадия RAM: Корневой комплекс или же Хост-мост PCI init, перечисление устройств PCI и назначение ресурсов, создание таблицы ACPI, обработчик SMM (немного похоже на этап DXE в UEFI)
  4. Полезная нагрузка.

Инициализация DRAM

Самое сложное оборудование, которое инициализирует coreboot, - это Контроллеры DRAM и DRAM. В некоторых случаях техническая документация по этой теме NDA ограничено или недоступно. Инициализация RAM особенно сложна, потому что до инициализации RAM ее нельзя использовать. Следовательно, для инициализации контроллеров DRAM и DRAM код инициализации может иметь только регистры общего назначения или Cache-as-RAM в качестве временного хранилища.

romcc, а C компилятор который использует регистры вместо RAM, облегчает задачу. Используя romcc, относительно легко сделать SMBus доступ к СПД ПЗУ DRAM DIMM, что позволяет использовать ОЗУ.

В более новых процессорах x86 кэш процессора может использоваться в качестве ОЗУ до инициализации DRAM. Кэш процессора должен быть инициализирован в Cache-as-RAM.[30][31] режим тоже, но для этого требуется меньше инструкций, чем для инициализации DRAM. Кроме того, инициализация режима Cache-as-RAM специфична для архитектур ЦП, поэтому более универсальна, чем инициализация DRAM, которая специфична для каждого набора микросхем и материнской платы.

Для большинства современных платформ x86 для установки DRAM используются только двоичные компоненты с закрытым исходным кодом, предоставляемые поставщиком. Для систем Intel требуется FSP-M,[32] в то время как AMD не имеет текущей поддержки. Двоичный AGESA в настоящее время используется для проприетарного микропрограммного обеспечения UEFI в системах AMD, и ожидается, что эта модель будет перенесена в любую будущую поддержку базовой загрузки, связанную с AMD.[33]

Разработка и отладка coreboot

Взлом coreboot на саммите в Денвере в 2008 году.

Поскольку coreboot должен инициализировать голое оборудование, его необходимо портировать на все чипсет и материнская плата что он поддерживает. Перед инициализацией баран, coreboot инициализирует Серийный порт (адресация только кеша и регистров), поэтому он может отправлять отладочный текст на подключенный Терминал. Он также может отправлять байтовые коды на порт 0x80, которые отображаются на двухзначном шестнадцатеричном дисплее подключенного Почтовая карточка.

Еще одним вспомогательным средством для переноса был коммерческий продукт «RD1 BIOS Savior» с сайта www.ioss.com.tw (не путать с межведомственным персоналом службы поддержки OPSEC США на сайте www.iad.gov/ioss/), который представлял собой комбинацию двух загрузочных модулей памяти. устройства, которые подключаются к разъему загрузочной памяти и имеют ручной переключатель для выбора между двумя устройствами. Компьютер может загрузиться с одного устройства, а затем переключатель можно переключить, чтобы компьютер мог перепрограммировать или «прошить» второе устройство. Более дорогая альтернатива - внешний EEPROM /НЕ мигает программист.

Также есть CPU эмуляторы которые либо заменяют ЦПУ или подключитесь через JTAG порт, с Sage SmartProbe[34] являясь примером. Код может быть построен на эмуляторах BIOS или загружен в них, а не в прошивке устройства BIOS.

Полезные нагрузки

Полезная нагрузка SeaBIOS, работающая на Lenovo ThinkPad X60

coreboot может загружать полезную нагрузку, которая может быть записана с использованием libpayload вспомогательная библиотека. Существующие полезные данные включают следующее:

  • SeaBIOS, крошечная реализация x86 BIOS, написанная в основном на 16-битном C с использованием Компилятор GNU C
  • TianoCore, бесплатная реализация с открытым исходным кодом UEFI[35]
  • OpenBIOS, бесплатная реализация с открытым исходным кодом Открытая прошивка
  • GNU GRUB, загрузчик
  • FILO, загрузчик в стиле GRUB с поддержкой загрузки с USB
  • Etherboot, он может загружать операционную систему по сети
  • gPXE /iPXE, преемник Etherboot, работает под управлением SeaBIOS или TianoCore
  • Depthcharge используется Google для Chrome OS[36]
  • Филиал Das U-Boot был использован Google для Chromium OS в прошлом[37]

Европейская конференция Coreboot

Одна физическая встреча - это European Coreboot Conference, которая была организована в октябре 2017 года и длилась 3 дня.

История конференции

Событие и годДатаПринимающий городМесто проведенияРесурсыТемы
ECC201726.10. – 29.10Бохум, ГерманияТЕРЕТЬ конференц-центрhttps://ecc2017.coreboot.org/

Варианты

coreboot имеет несколько вариантов исходного кода, каждый из которых имеет несколько разные цели:

  • librecore - вариант с большим вниманием к Свобода, не x86 Набор инструкций компьютеры и фреймворки для разработки прошивок.
  • Libreboot - Вариант с основным фокусом на удаление всех двоичных объектов.

Libreboot был создан как дистрибутив coreboot без проприетарного двоичные капли.[38][39] Libreboot не прям вилка coreboot; вместо этого, это параллельные усилия, которые тесно работают с перебазирование время от времени на последней загрузке ядра в качестве вышестоящего поставщика, с исправлениями, объединенными в восходящем направлении, когда это возможно. Помимо удаления проприетарного программного обеспечения, libreboot также пытается упростить использование coreboot, автоматизируя процессы сборки и установки.[40]

Проект Libreboot сделал возможными необходимые модификации для полностью свободных вариантов некоторых ThinkPad, MacBook и ARM Chromebook ноутбуки.[41][42]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Релизы». coreboot. нет данных
  2. ^ "РУКА". coreboot. 15 октября 2013 г.. Получено 1 февраля 2014.
  3. ^ "лицензия coreboot". github.com. 1991. Получено 13 октября 2018.
  4. ^ «[LinuxBIOS] Добро пожаловать в coreboot». 12 января 2008 г.
  5. ^ coreboot FAQ: Кто работает над coreboot?
  6. ^ Антон Борисов: BIOS с открытым исходным кодом - десять. Интервью с разработчиками coreboot В архиве 16 сентября 2012 г. Wayback Machine. H, 2009.
  7. ^ Google спонсирует проект LinuxBIOS
  8. ^ «CME Group занимается Coreboot и другими проектами Linux с открытым исходным кодом». Уолл-стрит и технологии. Архивировано из оригинал 12 августа 2010 г.. Получено 23 сентября 2015.
  9. ^ «GSoC». coreboot.org. Получено 1 февраля 2014.
  10. ^ «Предыдущие проекты GSoC». coreboot.org. Получено 1 февраля 2014.
  11. ^ Ларабель, Майкл (22 апреля 2012 г.). «Многие приоритетные проекты ФСПО все еще не реализуются». Фороникс. Получено 29 декабря 2014. Недавний успех Coreboot в том, что Google предоставил поддержку Sandy / Ivy Bridge для Coreboot. Google планирует начать поставки новых «Chromebook» от Intel, которые будут использовать Coreboot. Google любит Coreboot за более быстрое время запуска, а также другие преимущества.
  12. ^ «Chromebook». coreboot. 16 января 2014 г. Архивировано с оригинал 8 мая 2016 г.. Получено 17 февраля 2014.
  13. ^ "GSoC2011 (неделя 1): Анализ загрузочного кода U-boot ARM | блоги разработчиков coreboot". Получено 12 апреля 2014.
  14. ^ «Проект Coreboot использует программное обеспечение NSA для помощи при обратном проектировании прошивки».
  15. ^ «Технические подробности о выпуске исходного кода AMD для загрузки ядра». AMD. 28 февраля 2011. Архивировано с оригинал 25 марта 2014 г.. Получено 1 февраля 2016.
  16. ^ Гриффит, Брюс (5 ноября 2014 г.). "Библиотеки AMD AGESA, предназначенные только для двоичных файлов". Получено 8 мая 2017.
  17. ^ «Поддерживаемые материнские платы - coreboot». www.coreboot.org. Получено 3 апреля 2017.
  18. ^ «Многие приоритетные проекты ФСПО все еще не реализуются». Фороникс. 22 апреля 2012 г.. Получено 22 сентября 2015.
  19. ^ «Минифри». Получено 24 сентября 2015.
  20. ^ "Глюглуг". fsf.org. Архивировано из оригинал 23 сентября 2015 г.. Получено 23 сентября 2015.
  21. ^ "pcengines / coreboot". Получено 16 сентября 2019.
  22. ^ "Прошивка coreboot на устройствах Purism Librem". Получено 19 июн 2020.
  23. ^ «Ноутбуки Purism будут использовать прошивку Heads для защиты от руткитов и взлома (обновлено)». Получено 19 июн 2020.
  24. ^ SeaBIOS (ранее известный как LegacyBIOS) - это устаревшая реализация BIOS с открытым исходным кодом.
  25. ^ Уровень надстройки coreboot (ADLO) В архиве 25 ноября 2010 г. Wayback Machine
  26. ^ SEBOS, Загрузчик с усиленной безопасностью для операционных систем, этап 2 В архиве 19 июня 2007 г. Wayback Machine, добавление PC BIOS Services в coreboot через Bochs BIOS (ссылка была отключена 18 июля 2008 г. См.)
  27. ^ Сравнение UEFI и устаревшего BIOS, заявляя о том же преимуществе для UEFI
  28. ^ совершить добавление этой поддержки
  29. ^ "код раннего запуска coreboot v3". Архивировано из оригинал 10 июля 2012 г.. Получено 17 августа 2008.
  30. ^ Инхай Лу; Ли-Та Ло; Грегори Р. Уотсон; Рональд Г. Миннич (15 января 2009 г.). «CAR: Использование кэша в качестве RAM в Linux BIOS» (PDF). qmqm.pl. Архивировано из оригинал (PDF) 3 марта 2016 г.. Получено 25 февраля 2014.
  31. ^ Платформа для использования кэша процессора в качестве ОЗУ (CAR)
  32. ^ «Миссия Coreboot - речь идет о ПО с открытым исходным кодом или в удовлетворении требований производителей оборудования?». Форумы Фороникс. Получено 8 сентября 2019.
  33. ^ Гриффит, Брюс (5 ноября 2014 г.). "[coreboot] Библиотеки AMD AGESA, предназначенные только для двоичных файлов". Получено 8 сентября 2019.
  34. ^ Sage Engineering В архиве 15 марта 2011 г. Wayback Machine
  35. ^ "Google проталкивает" проект PIANO "Into Coreboot - Phoronix". phoronix.com. Получено 23 сентября 2015.
  36. ^ "Depthcharge: загрузчик ChromeOS". docs.google.com. Получено 26 октября 2015.
  37. ^ «Измените код u-boot, чтобы разрешить сборку полезной нагрузки coreboot. [Chromiumos / third_party / u-boot-next: chromeos-v2011.03]». 24 июля 2011 г.
  38. ^ "Libreboot". Фонд свободного программного обеспечения. Получено 31 июля 2014.
  39. ^ "Libreboot". libreboot.org. Получено 31 июля 2014.
  40. ^ «О проекте libreboot». libreboot.org. Получено 25 апреля 2015.
  41. ^ Гей, Джошуа (9 октября 2012 г.). «Уважает вашу сертификацию оборудования Freedom». Фонд свободного программного обеспечения. Получено 25 февраля 2015.
  42. ^ «Список совместимости оборудования». libreboot.org. Получено 25 февраля 2015.

дальнейшее чтение

внешняя ссылка