《UEFI内核导读》样章版20210318.pdf

简介：
本书为《UEFI内核导读》的部分章节，内容涵盖了UEFI（统一可扩展固件接口）的基础知识、工作原理及其在现代计算机系统中的应用。适合于对UEFI技术感兴趣的读者和技术开发者阅读参考。 随着国家十四五新战略规划的推出，众多国内企业投身于国产芯片替代浪潮之中，可以预见未来将有更多的国产芯片被设计、生产和应用在我们日常使用的电子产品中，这为国产芯片带来了广阔的市场前景。目前，国产芯片采用的主要体系架构包括X86、ARM、MIPS、RISC-V、PowerPC和Alpha等。 我们知道，电子产品要正常运行必须要有操作系统以及各种应用程序；没有操作系统的芯片就如同一堆废铁一样毫无用处。同样鲜为人知的是，在电脑中如果没有系统固件来加载操作系统的话也是一堆无用的硬件。UEFI是由UEFI行业协会提出并维护的一种行业标准系统固件，它可以支持市面上大多数的芯片体系结构和操作系统。随着技术的发展与进步，相信越来越多的不同架构芯片及操作系统的兼容性问题会得到解决。 作为一名从事BIOS开发十余年的工程师，我见证了从Legacy BIOS到UEFI BIOS迁移的过程，并且有幸参与其中。科技行业日新月异，在不断回顾中感慨自己是见证并亲历了这些变化的“老一辈”BIOS开发者之一。“曾经的系统固件江湖以Legacy BIOS为主导, 使用汇编语言编写代码并通过中断与操作系统进行交互。”自UEFI框架被广泛应用以来，我们的开发环境从纯汇编变成了99%的C语言加1%的汇编语言模式，极大地提升了开发效率。尽管如此，由于系统固件开发属于偏门且专业的领域，学习和入门门槛较高，并且现有的BIOS工程师分散在各个公司内部缺乏有效的沟通与交流渠道；同时因为保密协议限制，相关源代码难以公开分享。因此，我从2000年左右开始撰写一系列关于UEFI框架的博文来帮助自己查阅资料并促进业内同行之间的技术交流。 这些随手撰写的博客难免会存在一些错误或遗漏的地方, 为了避免误导他人，我会重新整理和纠正其中的内容，并补充新的信息以确保每句话都准确无误。对于有兴趣的朋友来说，欢迎提出意见与建议。我计划创建一个微信公众号作为沟通平台，“固件C字营”将主要关注UEFI BIOS系统固件相关内容。“固件”在这里泛指一切固化软件；“C”则代表China（中国）。此平台会不定期发布行业资讯、工作心得和学习经验等内容，欢迎加入。 本段落命名为《UEFI内核导读》，专指讨论“UEFI BIOS”。全文将着重介绍UEFI内核的梳理与分享，并结合X86系统固件生态中常用的技术进行讲解。主要内容包括：UEFI启动流程及其各个阶段的任务概述、参考实现方式；常见Protocol在UEFI及PI规范中的具体实现方法和技巧；以及如何使用各种外设、总线标准和技术协议。 展望未来，虽然道路充满挑战，“雄关漫道真如铁”，但只要我们继续努力前行，系统固件领域的发展前景依旧光明。相信每一位不畏艰难、默默奉献的BIOS工程师都能够为国产芯片的进步添砖加瓦，并为中国在该领域的崛起贡献自己的一份力量。