4.1.3 UEFI セットアップ画面

OS から UEFI セットアップ画面への切り替え方法を解説します。まずは、実例として Windows 10 での操作方法を解説します。次に、UEFI アプリでの実装方法を解説します。この項では UEFI 変数の読み書きについて学びます。

4.1.3.1 Windows 10 で UEFI セットアップ画面へ切り替える操作方法

Windows 10 1607(Anniversary Update)以降では、管理者権限でコマンドプロンプトを起動し、以下のコマンドを実行する方法も使用可能です。PC が再起動しますので、作業中のファイルを保存するなど、事前に必要な操作を済ませておいてください。

shutdown /r /fw /t 0

以下では、GUI による操作方法を解説します。

1.「Shift キー」を押しながら「再起動」をクリックします。

再起動

2.「トラブルシューティング」をクリックします。

トラブルシューティング

3.「詳細オプション」をクリックします。

詳細オプション

4.「UEFI ファームウェアの設定」をクリックします。

UEFI ファームウェアの設定

5.「再起動ボタン」をクリックします。

再起動ボタン

6.UEFI セットアップ画面が表示されます。

4.1.3.2 UEFI アプリで UEFI セットアップ画面へ切り替える実装方法

UEFI セットアップ画面への画面遷移を行う UEFI アプリ UEFI_SetupScreen をダウンロードして、README.md に書かれた実行方法の手順に従って実行させてみてください。アプリ起動後に任意のキーを押すと、UEFI セットアップ画面へ切り替わります。未対応の環境では、PC がリセットされるだけです。

UEFI アプリ UEFI_SetupScreen

UEFI アプリ UEFI_SetupScreen の主な処理は以下のファイルに記載しています。

UEFI アプリ UEFI_SetupScreen の efi_main.c

efi_main 関数では PC は最後に必ずリセットされますが、UEFI セットアップ画面への画面遷移の機能が有効な場合は、その機能を呼び出すための処理を実行します。

EFI_STATUS efi_main(EFI_HANDLE image_handle, EFI_SYSTEM_TABLE* system_table)
{
    init(image_handle, system_table);

    if (is_boot_to_fw_ui()){

        Print(L"When you press any key, The system will transition to the UEFI setup screen.\n");

        set_boot_to_fw_ui();

    }else{

        Print(L"When you press any key, the system will reboot.\n");
    }

    reset_system(EFI_SUCCESS);

    return EFI_SUCCESS;
}

UEFI 変数 OsIndicationsSupported と、定数 EFI_OS_INDICATIONS_BOOT_TO_FW_UI とビット演算の論理積をとることで、これが真の場合は UEFI セットアップ画面への画面遷移の機能が有効です。偽の場合は、UEFI セットアップ画面への画面遷移の機能が無効です。SandyBridge/IvyBridge 世代向け GIGABYTE 製マザーボード GA-Z77-D3H の初期の UEFI では、UEFI セットアップ画面への画面遷移の機能が無効でした。

RT->GetVariable() の第 2 引数の GUID に EfiGlobalVariable のポインタをセットしています。UEFI 変数の読み書きには UEFI 変数名と GUID を組み合わせることで、一意な UEFI 変数を特定する仕組みになっています。ここでは UEFI の規格で定められた UEFI 変数を特定するため、UEFI の規格で定められた GUID をセットするようにしています。EfiGlobalVariable という名前は規格で決まっているものではなく、利用するライブラリによって異なる名前になる可能性があります。

UEFI 関数	機能	引数	型
RT->GetVariable()	UEFI 変数の取得	UEFI 変数名	CHAR16*
		GUID	EFI_GUID*
		属性	UINT32*
		UEFI 変数サイズ	UINTN*
		UEFI 変数	VOID*

static bool is_boot_to_fw_ui(void)
{
    UINT32 attr = 0;
    UINT64 os_indications_supported = 0;

    EFI_STATUS status = get_variable_u64(L"OsIndicationsSupported", &attr, &os_indications_supported);

    if (EFI_ERROR(status)){

        error_print(L"get_variable_u64(OsIndicationsSupported) failed.\n", &status);
    }

    if (EFI_OS_INDICATIONS_BOOT_TO_FW_UI & os_indications_supported){

        return true;
    }

    return false;
}

static EFI_STATUS get_variable_u64(CHAR16* variable_name, UINT32* attr, UINT64* data)
{
    UINTN data_size = sizeof(UINT64);

    EFI_STATUS status = RT->GetVariable(variable_name, &EfiGlobalVariable, attr, &data_size, data);

    switch (status){
    case EFI_NOT_FOUND:
//      break;
    case EFI_SUCCESS:
        return EFI_SUCCESS;
    default:
        break;
    }

    return status;
}

UEFI 変数 OsIndications に、定数 EFI_OS_INDICATIONS_BOOT_TO_FW_UI とビット演算の論理和をとり、不揮発性(EFI_VARIABLE_NON_VOLATILE)・ブートサービス参照可能(EFI_VARIABLE_BOOTSERVICE_ACCESS)・ランタイムサービス参照可能(EFI_VARIABLE_RUNTIME_ACCESS)の属性で書き込みます。UEFI 2.6 仕様書の Table 11. Global Variables の Attribute に、NV, BS, RT と書かれているためです。

UEFI 関数	機能	引数	型
RT->SetVariable()	UEFI 変数の設定	UEFI 変数名	CHAR16*
		GUID	EFI_GUID*
		属性	UINT32
		UEFI 変数サイズ	UINTN
		UEFI 変数	VOID*

static void set_boot_to_fw_ui(void)
{
    UINT32 attr = EFI_VARIABLE_NON_VOLATILE | EFI_VARIABLE_BOOTSERVICE_ACCESS | EFI_VARIABLE_RUNTIME_ACCESS;

    UINT64 os_indications = 0;

    os_indications |= EFI_OS_INDICATIONS_BOOT_TO_FW_UI;

    EFI_STATUS status = set_variable_u64(L"OsIndications", attr, &os_indications);

    if (EFI_ERROR(status)){

        error_print(L"set_variable_u64(OsIndications) failed.\n", &status);
    }
}

static EFI_STATUS set_variable_u64(CHAR16* variable_name, UINT32 attr, UINT64* data)
{
    UINTN data_size = sizeof(UINT64);

    EFI_STATUS status = RT->SetVariable(variable_name, &EfiGlobalVariable, attr, data_size, data);

    switch (status){
    case EFI_SUCCESS:
        return EFI_SUCCESS;
    default:
        break;
    }

    return status;
}

この後で PC をリセットすることで、UEFI 変数 OsIndications が UEFI で参照され、UEFI セットアップ画面への画面遷移が実行されます。UEFI セットアップ画面への画面遷移の機能が無効な機種では、単に PC がリセットされるだけです。

    reset_system(EFI_SUCCESS);