Runtime Services là gì?

Runtime Services là nhóm API của UEFI vẫn còn hợp lệ sau khi OS loader gọi ExitBootServices(). Khác với Boot Services bị tắt hoàn toàn, Runtime Services tiếp tục tồn tại để OS có thể gọi variable service, time service và reset system.

Toàn bộ Runtime Services được truy cập qua con trỏ gRT (EFI_RUNTIME_SERVICES *).

Runtime Services phải sống qua ranh giới firmware → OS. Vì vậy runtime code nhạy cảm hơn nhiều: memory phải có đúng attribute, pointer phải được remap, và mọi locking phải tương thích với môi trường OS.

Các Runtime Services chính

SetVirtualAddressMap và tại sao quan trọng

Sau ExitBootServices(), OS có thể thiết lập virtual mapping cho các vùng runtime memory. Khi đó, OS gọi SetVirtualAddressMap() để báo cho firmware biết địa chỉ virtual tương ứng với từng vùng runtime memory.

Theo UEFI model, nếu OS chuyển runtime services sang virtual addressing, SetVirtualAddressMap() chỉ được gọi một lần trong boot flow đó.

// OS loader gọi sau ExitBootServices() nếu cần virtual mapping
gRT->SetVirtualAddressMap(
       MemoryMapSize,
       DescriptorSize,
       DescriptorVersion,
       VirtualMemoryMap    // memory map với VirtualStart đã được fill
     );

Sau lời gọi này, runtime code phải dùng địa chỉ virtual cho các vùng runtime đã được map. Runtime driver có thể nhận notification qua event EVT_SIGNAL_VIRTUAL_ADDRESS_CHANGE để update pointer nội bộ:

// Runtime driver đăng ký handler để update pointer sau virtual remap
VOID EFIAPI
MyRuntimeAddressChangeEvent (
  IN EFI_EVENT  Event,
  IN VOID       *Context
  )
{
  // ConvertPointer chuyển physical pointer sang virtual
  gRT->ConvertPointer(0, (VOID **)&mMyRuntimeBuffer);
  gRT->ConvertPointer(0, (VOID **)&mMyPrivateContext);
  gRT->ConvertPointer(0, (VOID **)&mMyRuntimeTable);
}

Runtime driver lifecycle

Runtime driver (DXE_RUNTIME_DRIVER) có lifecycle đặc biệt so với DXE driver thông thường:

Boot time:
  Entry point chạy → install protocol, allocate EfiRuntimeServicesData/Code
  Có thể đăng ký EVT_SIGNAL_EXIT_BOOT_SERVICES handler nếu cần cleanup Boot Services dependency
  Thường cần đăng ký EVT_SIGNAL_VIRTUAL_ADDRESS_CHANGE handler nếu driver giữ pointer cần convert

ExitBootServices():
  EVT_SIGNAL_EXIT_BOOT_SERVICES fire → cleanup dependency vào Boot Services
  gBS không còn hợp lệ sau đây

SetVirtualAddressMap():
  EVT_SIGNAL_VIRTUAL_ADDRESS_CHANGE fire → update pointer nội bộ bằng ConvertPointer()

Runtime (OS running):
  OS gọi gRT->GetVariable(), gRT->SetVariable(), gRT->ResetSystem()...
  Runtime service implementation phục vụ các lời gọi này - không được dùng gBS

Variable Service - nơi hay gặp lỗi nhất

GetVariable / SetVariable là Runtime Services được dùng nhiều nhất và cũng là nơi hay xảy ra lỗi nhất trong thực tế:

// OS hoặc firmware gọi GetVariable
UINTN DataSize = sizeof(MyData);
Status = gRT->GetVariable(
                L"MyVariableName",
                &gMyVendorGuid,
                &Attributes,
                &DataSize,
                &MyData
                );

Các nguyên nhân phổ biến khiến variable service fail hoặc treo:

Lỗi hay gặp khi debug Runtime Services

Code vô tình gọi gBS sau ExitBootServices() - đây là lỗi phổ biến nhất. Runtime driver phải thay thế mọi gBS->... bằng cách khác hoặc loại bỏ hẳn dependency vào Boot Services.

Pointer không được update sau SetVirtualAddressMap() - runtime driver giữ physical pointer nhưng OS đã chuyển sang virtual mode. Kết quả là crash hoặc data corruption trong OS, không phải trong firmware.

Runtime memory bị cấp sai type - dùng EfiBootServicesData cho runtime buffer sẽ bị OS reclaim sau ExitBootServices(). Phải dùng EfiRuntimeServicesData cho mọi buffer mà runtime code cần truy cập.

Checklist Runtime Services

• Function có được phép gọi sau ExitBootServices() không?
• Runtime code/data có được allocate với EfiRuntimeServicesData/Code không?
• Runtime driver có đăng ký EVT_SIGNAL_VIRTUAL_ADDRESS_CHANGE handler không?
• Tất cả pointer nội bộ có được ConvertPointer() đúng cách không?
• Variable service fail - kiểm tra SMM path, flash lock, NVRAM full, VendorGuid.
• Có path nào còn gọi gBS sau ExitBootServices() không?

Câu hỏi tự kiểm tra

1. Runtime Services được truy cập qua pointer nào?
2. Tại sao OS cần gọi SetVirtualAddressMap() sau ExitBootServices()?
3. Runtime driver xử lý virtual address change bằng event nào?
4. ConvertPointer() dùng để làm gì?
5. Vì sao lỗi SMM hoặc flash lock có thể làm SetVariable() fail hoặc treo trên nhiều PC/x86 firmware?
6. Nếu SetVariable() trả EFI_OUT_OF_RESOURCES, nguyên nhân có thể là gì?
7. Vì sao runtime buffer phải dùng EfiRuntimeServicesData thay vì EfiBootServicesData?

Bài liên quan

• Boot Services là gì?
• ExitBootServices là gì?
• UEFI Variable là gì?
• SMM là gì?
• DXE là gì?

Nguồn tham khảo public

• UEFI Specification 2.11 - Runtime Services
• EDK II MdePkg - UefiRuntimeServicesTableLib.h
• EDK II MdeModulePkg - Variable driver

Thấy nội dung này hữu ích?

Lưu lại hoặc chia sẻ cho người cũng đang học firmware, BIOS/UEFI và embedded systems.

Chia sẻ Copy link

Nội dung liên quan

Một số bài viết, ghi chú hoặc project có liên quan đến nội dung bạn vừa đọc.

Ghi chú/BIOS Terms

UEFI Variable là gì?

UEFI Variable lưu cấu hình firmware theo dạng Name + VendorGuid + Attributes + Data. Hiểu variable giúp debug boot option mất, Secure Boot fail và NVRAM đầy.

16 tháng 5, 2026Đọc tiếp →

Ghi chú/BIOS Terms

UEFI System Table là gì?

UEFI System Table là bảng trung tâm firmware truyền vào mọi UEFI image. Từ đây có thể đến Boot Services, Runtime Services, console và Configuration Table.

23 tháng 6, 2024Đọc tiếp →

Ghi chú/Firmware Flow

Runtime phase là gì?

Giải thích giai đoạn runtime sau ExitBootServices và vì sao UEFI Runtime Services vẫn còn quan trọng khi OS đã chạy.

10 tháng 6, 2026Đọc tiếp →

Biến note thành bài viết hoàn chỉnh

Notes là nơi ghi nhanh khái niệm.

Đọc blog Xem notes khác