基于UEFI的Application和Driver的分析与开发

UEF I是操作系统与硬件平台固件之间的新一代接口。它 除了完成传统 B I OS的工作之外 ,还建立起高级语言执行环境 , 可以调用设备驱动 ,可以远程配置及引导 ,不用操作系统就可以 进行磁盘管理及启动管理 ,以及具有脱离操作系统的管理工具 等。 ### 基于UEFI的Application和Driver的分析与开发 #### 1. 引言 随着技术的进步，计算机硬件和软件之间的交互越来越复杂。为了更好地管理这些交互，UEFI（统一可扩展固件接口）作为一种新型接口应运而生。UEFI不仅能够替代传统的BIOS（基本输入输出系统），还提供了更为高级的功能和服务。本文将深入探讨UEFI框架下的Application（应用程序）和Driver（驱动程序）的开发，并给出具体的实现案例。 #### 2. UEFI概述 UEFI是一种由Intel提出的新一代BIOS架构，旨在提供更强大的功能和服务。它不仅仅是一个简单的固件接口，还包括了高级语言执行环境、设备驱动程序的支持、远程配置与引导能力，以及无需操作系统即可进行磁盘管理和启动管理的能力。此外，UEFI还提供了脱离操作系统的管理工具，如UEFI Shell，这是一个交互式环境，允许用户导入自定义的应用程序和驱动程序。 #### 3. UEFI Application UEFI Application（简称App）是在UEFI环境下运行的应用程序，它可以是硬件检测软件、除错工具、引导管理软件或操作系统引导程序等。UEFI App通常以可执行程序`.efi`的形式存在，并且执行完成后会将控制权归还给系统，不会驻留在内存中，这使得UEFI App易于移植到不同的平台上。 ##### 3.1 基于UEFI/UEFI Library编写Application UEFI App可以通过多种方式编写，包括基于UEFI/UEFI Library的方式。这种方式下，开发者可以将App添加到UEFI源代码结构中。建议将独立的UEFI App放置在Intel的EDK（EFI开发套件）的`\efi\Apps`目录下，因为这样可以获得更好的编译环境支持。然而，也可以选择不遵循这一建议。 为了将一个新的App加入到编译环境中，需要创建一个包含源代码的子目录和一个与源代码相关的`make.inf`文件。例如，假设我们要实现一个名为“Hello”的App，那么所有的文件都将放在一个名为`hello`的目录中。`make.inf`文件中包含了源文件列表以及可执行App映像的名字。 “Hello”App的代码非常简单，它不依赖于任何UEFI库函数，因此在编译过程中不会链接UEFI函数库。该App使用传递给代码运行入口点的系统表格来读写EFI控制台设备。具体来说，它通过调用`IMPLE_TEXT_OUTPUT_INTERFACE`协议中的`OutputString()`函数来显示信息。此外，`IMPLE_INPUT_INTERFACE`协议中的`WaitForKey`事件用于等待用户按键。 #### 4. UEFI Driver UEFI Driver是一系列与系统设备通信的接口，它们允许UEFI环境下的应用程序访问和控制硬件资源。UEFI Driver可以支持各种设备，包括存储设备、网络设备和输入输出设备等。通过UEFI Driver，开发者可以实现更高效的硬件管理策略，提高系统的稳定性和性能。 ##### 4.1 UEFI Driver的设计与实现 UEFI Driver的设计和实现通常需要遵循UEFI规范。开发人员需要了解UEFI提供的服务和接口，以便有效地与硬件进行交互。UEFI Driver通常由以下部分组成： - **驱动程序模型**：定义了如何组织和管理驱动程序。 - **驱动程序接口**：提供了与UEFI系统服务交互的API。 - **驱动程序服务**：实现了特定于设备的服务。 UEFI Driver的开发也需要使用Intel的EDK工具集，该工具集提供了一系列的库和服务，帮助开发者快速构建高质量的驱动程序。 #### 5. 结论 UEFI作为新一代的操作系统与硬件平台固件之间的接口，为计算机系统的启动和管理带来了革命性的变化。通过深入理解UEFI框架下的Application和Driver开发，开发者不仅可以优化系统的启动过程，还能提高系统的整体性能和稳定性。本文介绍的基于UEFI的Application和Driver的开发方法，为那些希望深入了解UEFI并利用其高级功能的人提供了宝贵的参考。