https://www.knightli.com/zh-tw/tags/c-%E8%AA%9E%E8%A8%80/ Recent content in C 語言 on KnightLi的博客 Hugo -- gohugo.io zh-tw Thu, 30 Apr 2026 19:53:08 +0800 https://www.knightli.com/zh-tw/2026/04/30/compile-uefi-program-beginner-guide/ Thu, 30 Apr 2026 19:53:08 +0800 https://www.knightli.com/zh-tw/2026/04/30/compile-uefi-program-beginner-guide/ <p>編譯第一個 UEFI 程式並不輕鬆：環境安裝耗時，連結器錯誤很多，<code>.EFI</code> 程式也不像普通桌面程式那樣有成熟直觀的編輯和執行體驗。</p> <p>這篇就按入門角度整理一下：如果只是想先編譯出自己的第一個 UEFI 程式，應該從哪裡開始，哪些概念要先搞清楚，哪些坑最容易遇到。</p> <h2 id="uefi-程式是什麼">UEFI 程式是什麼 </h2><p>UEFI 程式通常是一個 <code>.EFI</code> 檔案。</p> <p>它不是 Windows 下雙擊執行的普通 <code>.exe</code>，而是執行在 UEFI 韌體環境裡的 PE/COFF 可執行檔。常見場景包括：</p> <ul> <li>啟動管理器</li> <li>硬體初始化工具</li> <li>韌體更新工具</li> <li>開機前診斷工具</li> <li>自訂啟動流程</li> </ul> <p>你在系統啟動早期看到的很多功能，本質上都可能和 UEFI 應用程式、驅動或韌體服務有關。</p> <p>對初學者來說，先不用急著理解完整韌體開發。第一步只要完成一個目標：編譯出一個能被 UEFI Shell 或模擬器載入的 <code>.EFI</code> 檔案。</p> <h2 id="為什麼不建議一開始就上-edk-ii">為什麼不建議一開始就上 EDK II </h2><p>UEFI 正式開發經常會遇到 EDK II。</p> <p>EDK II 功能完整，也更接近真實韌體工程，但它對新手不太友好：</p> <ul> <li>工程結構複雜</li> <li>建構系統有學習成本</li> <li>環境變數和工具鏈配置比較多</li> <li>編譯錯誤不容易看懂</li> <li>很容易還沒寫程式碼，就先卡在環境上</li> </ul> <p>如果目標只是「先跑起來一個最小 UEFI 程式」，更適合從輕量範例開始。</p> <p><a class="link" href="https://github.com/pbatard/uefi-simple" target="_blank" rel="noopener" >pbatard/uefi-simple</a> 就是這類專案。它的定位很直接：提供一個簡單的 UEFI Hello World 範例，讓你先把 <code>.EFI</code> 編譯出來。</p> <h2 id="uefi-simple-適合用來做什麼"><code>uefi-simple</code> 適合用來做什麼 </h2><p><code>uefi-simple</code> 適合做 UEFI 入門的第一塊踏板。</p> <p>它主要解決三個問題：</p> <ul> <li>給你一個最小可編譯的 UEFI 應用結構</li> <li>幫你避開一開始就接觸大型韌體工程的複雜度</li> <li>讓你能先驗證編譯、連結、執行鏈路是否通</li> </ul> <p>這個專案支援不同建構方式，包括 Visual Studio 2022 和 MinGW/gcc，也可以配合 QEMU 與 OVMF 做測試。</p> <p>也就是說，你不一定非要準備真實機器反覆重開機測試。先用模擬器把程式跑起來，會安全很多。</p> <h2 id="入門前要準備哪些東西">入門前要準備哪些東西 </h2><p>最少需要準備幾類工具。</p> <p>第一類是編譯工具鏈。</p> <p>如果你在 Windows 上，可以優先考慮：</p> <ul> <li>Visual Studio 2022</li> <li>或 MinGW/gcc</li> </ul> <p>第二類是 UEFI 執行環境。</p> <p>可以有兩種選擇：</p> <ul> <li>用真實機器的 UEFI Shell 執行 <code>.EFI</code></li> <li>用 QEMU + OVMF 在虛擬環境裡測試</li> </ul> <p>第三類是範例專案。</p> <p>新手不建議從空目錄開始手寫建構腳本。直接使用 <code>uefi-simple</code> 這類最小範例，可以少踩很多建構系統的坑。</p> <h2 id="大致流程">大致流程 </h2><p>一個最小 UEFI 程式的入門流程可以這樣理解。</p> <p>第一步，取得範例專案。</p> <div class="highlight"><div class="chroma"> <table class="lntable"><tr><td class="lntd"> <pre tabindex="0" class="chroma"><code><span class="lnt">1 </span></code></pre></td> <td class="lntd"> <pre tabindex="0" class="chroma"><code class="language-powershell" data-lang="powershell"><span class="line"><span class="cl"><span class="n">git</span> <span class="n">clone</span> <span class="n">https</span><span class="err">:</span><span class="p">//</span><span class="n">github</span><span class="p">.</span><span class="n">com</span><span class="p">/</span><span class="n">pbatard</span><span class="p">/</span><span class="nb">uefi-simple</span><span class="p">.</span><span class="py">git</span> </span></span></code></pre></td></tr></table> </div> </div><p>第二步，選擇建構工具鏈。</p> <p>如果用 Visual Studio，就按專案裡的 Visual Studio 方案建構。<br> 如果用 MinGW/gcc，就按專案提供的 Makefile 或說明走。</p> <p>第三步，產生 <code>.EFI</code> 檔案。</p> <p>這裡最關鍵的是確認目標架構。常見 PC 一般是 <code>x86_64</code>，也就是 64 位元 UEFI 環境。</p> <p>第四步，把 <code>.EFI</code> 放到可以被 UEFI Shell 存取的位置。</p> <p>如果用真實機器，通常會準備一個 FAT32 分割區或 USB 隨身碟。<br> 如果用 QEMU，可以把目錄或映像檔掛載進去。</p> <p>第五步，在 UEFI Shell 裡執行。</p> <p>執行效果通常就是一個最小輸出，比如印出類似 Hello World 的內容。</p> <h2 id="最容易卡住的地方">最容易卡住的地方 </h2><p>編譯 UEFI 程式最容易卡的不是 C 語言本身，而是環境和連結。</p> <p>常見問題包括：</p> <ul> <li>編譯器架構不對</li> <li>目標格式不對</li> <li>連結參數不完整</li> <li>缺少 UEFI 進入點</li> <li>產生的是普通可執行檔，不是 UEFI 能載入的 <code>.EFI</code></li> <li>QEMU 或 OVMF 沒配置好</li> <li>真實機器 Secure Boot 阻止執行未簽署程式</li> </ul> <p>尤其是連結器錯誤，經常會讓新手誤以為程式碼寫錯了。<br> 實際上，很多時候是進入函式、子系統、目標架構或連結腳本配置不對。</p> <p>所以第一階段不要急著改複雜邏輯。先確保原始範例能編譯、能執行，再一點點改輸出內容。</p> <h2 id="測試時為什麼推薦-qemu--ovmf">測試時為什麼推薦 QEMU + OVMF </h2><p>真實機器測試 UEFI 程式並不是不行，但新手階段不太方便。</p> <p>因為你可能需要反覆：</p> <ul> <li>編譯</li> <li>複製到 USB 隨身碟</li> <li>重開機</li> <li>進入 UEFI Shell</li> <li>執行</li> <li>記錄錯誤</li> <li>回到系統修改</li> </ul> <p>這個循環很慢。</p> <p>QEMU + OVMF 的好處是可以在作業系統裡直接模擬 UEFI 環境。你可以更快地驗證 <code>.EFI</code> 是否能被載入，也不容易影響真實機器啟動項。</p> <p>等程式基本跑通，再放到真實機器上測試，會更穩。</p> <h2 id="新手應該先改哪裡">新手應該先改哪裡 </h2><p>如果你已經用範例專案編譯出了第一個 <code>.EFI</code>，下一步不要馬上寫複雜功能。</p> <p>建議按這個順序改：</p> <ol> <li>先改輸出文字，確認重新編譯後的程式確實生效。</li> <li>再嘗試讀取 UEFI 提供的簡單資訊。</li> <li>再理解進入函式、輸出協定和基本服務。</li> <li>最後再考慮檔案系統、圖形輸出、啟動項管理等複雜功能。</li> </ol> <p>這樣做的好處是每一步都能驗證。<br> 如果一上來就改很多東西，出錯時很難判斷到底是程式碼問題、編譯問題，還是執行環境問題。</p> <h2 id="和普通-c-程式有什麼不同">和普通 C 程式有什麼不同 </h2><p>UEFI 程式雖然可以用 C 寫，但它和普通 C 程式的執行環境完全不同。</p> <p>普通 C 程式通常執行在作業系統裡，可以依賴標準函式庫、檔案系統、程序模型和系統呼叫。</p> <p>UEFI 程式執行在作業系統啟動之前，它依賴的是 UEFI 韌體提供的服務。很多你在普通程式裡習慣使用的東西，在這裡並不是天然可用。</p> <p>所以寫 UEFI 程式時，要先適應幾個變化：</p> <ul> <li>進入函式不一樣</li> <li>輸出方式不一樣</li> <li>可用函式庫不一樣</li> <li>記憶體和檔案存取方式不一樣</li> <li>除錯方式不一樣</li> </ul> <p>這也是為什麼推薦先從最小範例開始，而不是直接照普通 C 程式的習慣寫。</p> <h2 id="一個比較現實的學習路線">一個比較現實的學習路線 </h2><p>如果只是入門，可以按這個路線走：</p> <ul> <li>第一步：編譯 <code>uefi-simple</code></li> <li>第二步：用 QEMU + OVMF 跑起來</li> <li>第三步：修改 Hello World 輸出</li> <li>第四步：理解 UEFI Shell 怎麼載入 <code>.EFI</code></li> <li>第五步：學習 UEFI 的進入函式和基本輸出協定</li> <li>第六步：再看 EDK II 或更完整的 UEFI 開發資料</li> </ul> <p>這條路線的重點是先讓回饋閉環跑起來。</p> <p>只要你能從原始碼產生 <code>.EFI</code>，再在 UEFI 環境裡看到輸出，就已經跨過了最難的第一道門檻。</p> <h2 id="參考">參考 </h2><ul> <li><a class="link" href="https://github.com/pbatard/uefi-simple" target="_blank" rel="noopener" >pbatard/uefi-simple</a></li> <li><a class="link" href="https://zhuanlan.zhihu.com/p/643704056" target="_blank" rel="noopener" >知乎：編譯 UEFI 程式相關資料</a></li> </ul> <h2 id="最後一句">最後一句 </h2><p>編譯第一個 UEFI 程式，難點通常不在「寫出一段 C 程式碼」，而在把工具鏈、連結格式和執行環境串起來。</p> <p>先別急著做複雜功能。<br> 從 <code>uefi-simple</code> 這種最小範例開始，先得到一個能執行的 <code>.EFI</code>，再逐步理解 UEFI 的進入點、協定和建構方式，會輕鬆很多。</p>