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uefi_learning

UEFI 學習

  • DSC – Platform Description File, 是對整個 Package 的描述。DSC描述的是整個解決方案,再進一步切分後就是具有具體功能的工程文件。
  • DEC – Package Declaration File, 定義公開的數據和接口。意味著其他的 Package 就可以調用這些公開的內容,是UEFI接口的實現。
  • INF – INF 文件就是描述這個具體工程。

INF的組成

Needed Block Description
[Defines] 定義本模塊的屬性變量及其他變量,這些變量可在工程文件其他塊中引用
[Sources] 列出本模塊的所有源文件及資源文件
[Packages] 列出本模塊引用到的所有包的包聲明文件。可能引用到的資源包括投文件、GUID、Protocol等,這些資源都聲明再包的包聲明文件.dec中
[LibraryClasses] 列出本模塊要練接的庫模塊
Option Block Description
[Protocols] 列出本模塊用到的 Protocol
[Guids] 列出本模塊用到的 GUID
[BuildOptions] 指定編譯和鏈接選項
[Pcd] Pcd 全稱為平台配置數據庫 (Platform Configuration Database)。 [Pcd] 用於列出本模塊用到的Pcd變量,這些Pcd變量可被整個 UEFI系統訪問
[PcdEx] 用於列出本模塊用到的Pcd變量,這些 Pcd變量可被整個 UEFI系統訪問
[FixedPcd] 用於列出本模塊用到的Pcd編譯期常量
[FeaturePcd] 用於列出本模塊用到的Pcd 常量
[PatchPcd] 列出的Pcd 變量僅本模塊可用

GUID 的生成

1、[Defines]塊: 屬性定義語法:
屬性名 = 屬性值

[Defines]
  INF_VERSION                    = 0x00010005    //必须 ,INF标准的版本号。edsk2的build会检查这个值而去解释.inf文件,最新的版本号是0x00010016,通常设置成0x00010015就行
  BASE_NAME                      = DxeCore    //必须,模块名字字符串,不能包含空格。它通常也是输出文件的名字,生成文件DxeMain.efi
  MODULE_UNI_FILE                = DxeCore.uni    //非必须 ,字符串资源文件
  FILE_GUID                      = D6A2CB7F-6A18-4e2f-B43B-9920A733700A    //必须, 8-4-4-4-4-12格式的唯一GUID,用于生成固件,
  MODULE_TYPE                    = DXE_CORE    //必须 ,定义模块的模块类型。SEC、PEIM、DXE_DEIVER等
  VERSION_STRING                 = 1.0    //必须, 模块的版本号字符串
  ENTRY_POINT                    = DxeMain    //必须,模块的入口函数

2、[Sources]塊: 此塊下的每一行表示一個檔,檔使用相對路徑

[Sources]    //一般情况下不指定特定编译项时,使用这个即可,适用于任何体系结构
  Test.c

[Sources.IA32]    //编译32位模块时(build命令选项中指定了-a IA32选项),包含这个和Sources中的Test.c
  Cpu32.c

[Sources.X64]    //编译64位模块时,包含这个和Sources中的Test.c
  Cpu64.c
  
[Sources]
TimerWin.c | MSFT    //指定编译器有效
TimerLinux.c | GCC    //指定编译器有效

3、[Packages]塊: 此塊下面列出了模組所引用到的所有包的聲明檔dec檔。如果在Sources塊內列出了原始檔案,在此塊下必須列出MdePkg/MePkg.dec,並放在此塊的首行

4、[LibraryClasses]塊: 此塊內列出了模組所要連結的所有庫模組(使用了庫的庫函數就要列出來)。庫定義在包的dsc檔中

5、[BuildOptions]塊:
5-1、語法:

   [BuildOptions]
   [編譯器家族] : [$ (Target)][Tool_CHAIN_TAG][$ (Arch)]_[CC | DLINK]_FLAGS [= |==]選項

5-2、編譯器家族

   可以是MSFT(Visual Studio編譯器家族)、INTEL(Intel編譯器家族)、GCC(Gcc編譯器家族)
   和 RVCT(ARM編譯器家族)中的一個
   Target是DEBUG、RELEASE和*中的一個,*是萬用字元
   TOOL_CHAIN_TAG是編譯器的名字,編譯器定義在Conf/tools_def.txt檔中,*表示對指定編譯器家族內的所有編譯器都有效
   Arch是體系結構,可以是IA32、X64、IPF、EBC或ARM,*是萬用字元
   CC表示編譯選項,
   DLINK表示連結選項
   =表示選項附加到預設選項後面,
   ==表示僅使用所定義的選項,不用預設選項。它們後面是編譯選項或連接選項

inf檔編譯運行

原始檔案,inf工程檔完成,想要編譯運行這個模組,需要將inf工程檔添加到dsc的[Components]部分,然後就可以使用build工具編譯
模組應用程式是如何被編譯成.efi文件的:
1、.c源碼檔先被編譯成目的檔案.obj
2、連接器將目的檔案*.obj和其他的庫連接成*.dll
3、GenFw工具將*.dll轉化成*.efi
這些過程都由build命令自動完成

標準應用程式載入過程(efi檔載入)
1、將efi檔載入到記憶體
efi模組檔————gBS →LoadImage()將efi檔載入到記憶體中生成image物件————gBS→StartImage(Image)啟動Image物件

  • gBS 指向啟動服務表 global Boot Servers
  • gST 指向系統表 global System Table
  • gRT 指向運行時服務表 global Running Time
  • gImageHandle 指向正在執行的驅動或應用程式
EFI_STATUS
LoadDriver(
  IN CONST CHAR16   *FileName,
  IN CONST BOOLEAN  Connect
  )
{
  EFI_HANDLE                    LoadedDriverHandle;
  EFI_STATUS                    Status;
  EFI_DEVICE_PATH_PROTOCOL      *FilePath;
  EFI_LOADED_IMAGE_PROTOCOL     *LoadedDriverImage;

  LoadedDriverImage   = NULL;
  FilePath            = NULL;
  LoadedDriverHandle  = NULL;
  Status              = EFI_SUCCESS;

*************************************

  //
  // Use LoadImage to get it into memory
  //
  Status = gBS->LoadImage(
    FALSE,
    gImageHandle,
    FilePath,
    NULL,
    0,
    &LoadedDriverHandle);

**********************************************

    //
    // Make sure it is a driver image
    //
    Status = gBS->HandleProtocol (LoadedDriverHandle, &gEfiLoadedImageProtocolGuid, (VOID *) &LoadedDriverImage);

 *************************************************
 /*
 * 找出可执行的程序镜像Image的入口函数并执行找到的入口函数, gBS->StartImage是个函数指针,实际指向CoreStartImage函数
 */
    Status = gBS->StartImage(LoadedDriverHandle, NULL, NULL);
    if (EFI_ERROR(Status)) {
      ShellPrintHiiEx(-1, -1, NULL, STRING_TOKEN (STR_LOAD_ERROR), gShellLevel2HiiHandle, FileName, Status);
    } else {
      ShellPrintHiiEx(-1, -1, NULL, STRING_TOKEN (STR_LOAD_LOADED), gShellLevel2HiiHandle, FileName, LoadedDriverImage->ImageBase, Status);
    }
  }
**********************************************************
  return (Status);
}

2、進入鏡像image的入口函數 CoreStartImage的主要作用是調用鏡像的入口函數,在這裡面SetIump/LongJumps是為應用程式提供了一種錯誤處理機制。gBS→StartImage的核心是EntryPoint函數,它就是這個應用程式的入口函數,就是_ModuleEntryPoint函數,進入到這裡,代碼執行的控制權才轉交給我們的應用程式efi

EFI_STATUS
EFIAPI
CoreStartImage (
  IN EFI_HANDLE  ImageHandle,
  OUT UINTN      *ExitDataSize,
  OUT CHAR16     **ExitData  OPTIONAL
  )
{
  EFI_STATUS                    Status;
  LOADED_IMAGE_PRIVATE_DATA     *Image;
  LOADED_IMAGE_PRIVATE_DATA     *LastImage;
  UINT64                        HandleDatabaseKey;
  UINTN                         SetJumpFlag;
  EFI_HANDLE                    Handle;

**************************************************************
  //
  // Set long jump for Exit() support
  // JumpContext must be aligned on a CPU specific boundary.
  // Overallocate the buffer and force the required alignment
  //
  Image->JumpBuffer = AllocatePool (sizeof (BASE_LIBRARY_JUMP_BUFFER) + BASE_LIBRARY_JUMP_BUFFER_ALIGNMENT);
  if (Image->JumpBuffer == NULL) {
    //
    // Image may be unloaded after return with failure,
    // then ImageHandle may be invalid, so use NULL handle to record perf log.
    //
    PERF_START_IMAGE_END (NULL);

    //
    // Pop the current start image context
    //
    mCurrentImage = LastImage;

    return EFI_OUT_OF_RESOURCES;
  }
  Image->JumpContext = ALIGN_POINTER (Image->JumpBuffer, BASE_LIBRARY_JUMP_BUFFER_ALIGNMENT);

  SetJumpFlag = SetJump (Image->JumpContext);
  //
  // The initial call to SetJump() must always return 0.
  // Subsequent calls to LongJump() cause a non-zero value to be returned by SetJump().
  //
  if (SetJumpFlag == 0) {
    RegisterMemoryProfileImage (Image, (Image->ImageContext.ImageType == EFI_IMAGE_SUBSYSTEM_EFI_APPLICATION ? EFI_FV_FILETYPE_APPLICATION : EFI_FV_FILETYPE_DRIVER));
    //
    // Call the image's entry point 核心
    //
    Image->Started = TRUE;
    Image->Status = Image->EntryPoint (ImageHandle, Image->Info.SystemTable);

******************************************************************

  //
  // UEFI Specification - StartImage() - EFI 1.10 Extension
  // To maintain compatibility with UEFI drivers that are written to the EFI
  // 1.02 Specification, StartImage() must monitor the handle database before
  // and after each image is started. If any handles are created or modified
  // when an image is started, then EFI_BOOT_SERVICES.ConnectController() must
  // be called with the Recursive parameter set to TRUE for each of the newly
  // created or modified handles before StartImage() returns.
  //

**********************************************************************

  //
  // Save the Status because Image will get destroyed if it is unloaded.
  //
  Status = Image->Status;

**************************************************************************
  //
  // Done
  //
  PERF_START_IMAGE_END (Handle);
  return Status;
}

_ModuleEntryPoint函数:

EFI_STATUS
EFIAPI
_ModuleEntryPoint (
  IN EFI_PEI_FILE_HANDLE       FileHandle,
  IN CONST EFI_PEI_SERVICES    **PeiServices
  )
{
  if (_gPeimRevision != 0) {
    //
    // Make sure that the PEI spec revision of the platform is >= PEI spec revision of the driver
    //
    ASSERT ((*PeiServices)->Hdr.Revision >= _gPeimRevision);
  }

  //
  // Call constructor for all libraries
  //
  ProcessLibraryConstructorList (FileHandle, PeiServices);

  //
  // Call the driver entry point
  //
  return ProcessModuleEntryPointList (FileHandle, PeiServices);
}

3、進入模組的入口函數 在_ModuleEntryPoint中,調用了ProcessModuleEntryPointList ,然後在build過程中,會解析inf檔,生成AutoGen.c檔,裡面查看ProcessModuleEntryPointList ,它調用了應用程式工程模組的真正入口函數,就是inf檔中指定的那個入口函數

EFI_STATUS
EFIAPI
ProcessModuleEntryPointList (
  IN       EFI_PEI_FILE_HANDLE  FileHandle,
  IN CONST EFI_PEI_SERVICES     **PeiServices
  )

{
  return PcdPeimInit (FileHandle, PeiServices);
}

標準應用程式工程模組入口函式呼叫過程:
efi——LoadImage——StartImage——_ModuleEntryPoint——ProcessModuleEntryPointList ——inf中指定的入口函数
原文連結:https://blog.csdn.net/wangyongh/article/details/105345077

UEFI 編譯 BaseTools
make -C BaseTools

Module type 描述
BASE可執行在任何環境下
SEC在SEC階段執行,將資料傳進PEI階段[註3]
PEIM在PEI階段執行
DXE_DRIVER在boot service環境下執行,直至呼叫ExitBootService而中斷
DXE_RUNTIME_DRIVER在Run Time階段仍可執行的DXE Module
UEFI_APPICATION可在UEFI Shell被執行
UEFI_DRIVER只在boot service環境下有效

EDK2 Directory Description

目錄 說明
AppPkgUEFI Application Development Kit是一系列用來進行uefi app開發的套件,標準依賴庫,工具以及demo,目標是降低UEFI app的開發門檻。
MdePkg全稱為“Module Development Environment Package”,這是一個特殊的package,包含了用於開發一個module所需要的最小環境。一個module可能也會依賴於其他的Package,但是所有modules必須依賴於MdePkg。
MdeModulePkg此包提供符合UEFI/PI工業標準的模組,也提供該標準相關的開發環境,PPIs/PROTOCOLs/GUIDs和依賴庫。
ArmPkg提供ARM架構相關的protocols,屬於ARM平臺上的通用代碼。
ArmPlatformPkgARM開發板相關的UEFI代碼,包含ARM平臺上通用的一些組件,重複利用這些組建會令ARM平臺的不同板型之間的移植變得更加容易。
BaseTools該包提供編譯相關的工具用於EDK和EDK2,比如:AutoGen, Build, GenSec, GenFV, GenFW, GenRds工具。
BeagleBoardPkgBeagleBoard是一個便宜並且靈活的單板電腦,玩過開發板的同學應該都瞭解過,基於OMAP3530 SoC (ARM Cortex TM-A8)處理器的開發板。這個包裡是對此開發板的支持代碼。
CorebootModulePkgCoreboot原本和UEFI/BIOS是競爭關係,但是現在Coreboot也逐漸向UEFI標準靠攏,目前依靠此包可以輕鬆從coreboot啟動到UEFI,Coreboot Support Modules包含了如下代碼:用來解析coreboot table的代碼,報告記憶體/IO資源的代碼,安裝acpi table和smbios table 到EFI系統表中的代碼。它位於uefi環境和hardware的中間層。
CorebootPayloadPkg用來載入上層UEFI環境的中間層,Hardware→Coreboot→CorebootPayloadPkg→UEFI→HLOS
CryptoPkgUEFI定義了HLOS(high level OS)和平臺固件之間的介面,多個安全特性也在2.2版本之後加入其中,此包是用來提供加密支援的。
DuetPkg開發者使用的UEFI模擬器,能夠在BIOS機器上模擬UEFI環境。DUET 是基於Legacy BIOS 提供了UEFI模擬器,提供了在傳統BIOS系統上的UEFI環境。
EdkCompatibilityPkgEDK相容包提供庫和標頭檔用來使能在UEFI2.0+Framework0.9x模式下的EDK編譯。
EdkShellPkg, EdkShellBinPkgEDK Shell開發包以及一個官方的EDK Shell實現,這兩個包已經在被Shell 2.x逐漸取代了。
ShellPkg,ShellBinPkgShell 2.x版本開發包以及一個官方的UEFI Shell 實現。
EmbeddedPkg為memory mapped controllers提供protocol實現,以及一個簡單的EFI shell(EBL)。
EmulatorPkgEmulator虛擬環境,用來取代Nt32Pkg和UnixPkg,可以跨平臺編譯運行的一個虛擬器。
Nt32Pkg一個win環境下的UEFI虛擬器,不能用語載入實際的OS,只能用來調試UEFI代碼。已經逐漸被Emulator取代。
UnixPkg一個類Unix作業系統下的UEFI虛擬器,已經逐漸被Emulator取代。
OvmfPkgOVMF是用來給虛擬機器提供UEFI支援的包,可以使用QEMU和KVM來引導OVMF固件,並進一步引導HLOS。
NetworkPkg提供網路支援的包,比如:IPv6網路通訊協定棧/IPsec驅動/PXE驅動/iSCSI驅動/網路配置相關的shell app。
Omap35xxPkgOmap35xxPkg是Texas Instrument OMAP35xx平臺支援包。
OptionRomPkg這個包的目的是為了提供Option ROM image支援的,如果要編譯PCI相容的Option ROM image,需要依賴此包。
SecurityPkg提供了四種安全相關的特性:TPM, User identification (UID),secure boot, authenticated variable
StdLib, StdLibPrivateInternalFilesStdLib提供了標準庫的UDK實現,StdLibPrivateInternalFiles包是用來給StdLib使用的,不能用作其他引用。
UefiCpuPkg提供相容UEFI的CPU模組和庫。
SourceLevelDebugPkg用來提供debug支援的包。
SignedCapsulePkg提供了一個簽名校驗方案,用來支持安全升級和恢復。
PcAtChipsetPkg這個包提供了符合PcAt標準器件的介面和實現。
FatPkg, FatBinPkgFAT支持包。

原文連結:https://blog.csdn.net/u011057409/article/details/117636656

Build 參數

命令參數縮寫 命令參數全稱 描述
-h –help show this help message and exit顯示説明資訊。
-a TARGETARCH –arch=TARGETARCH選擇目標平臺架構,該選項被指定會取代Conf/target.txt中的TARGET_ARCH。
-p PLATFORMFILE –platform=PLATFORMFILE通過指定.dsc檔指定要編譯的package,該選項將會Conf/target.txt文件ACTIVE_PLATFORM。
-m MODULEFILE –module=MODULEFILEBuild the module specified by the INF file name argument。
-b BUILDTARGET –buildtarget=BUILDTARGET 選擇編譯成DEBUG還是RELEASE。指定該選項後會取代target.txt文件中TARGET。
-t TOOLCHAIN –tagname=TOOLCHAIN選擇tools_def.txt中定義的編譯工具,例如VS2012:-t vs2012
-n THREADNUMBER 編譯器使用的執行緒數量,指定後取代target.txt檔中MAX_CONCURRENT_THREAD_NUMBER指定的執行緒數量。 Less than 2 will disable multi-thread builds.小於2就禁止多執行緒編譯。
-u –skip-autogen Skip AutoGen step.跳過AutoGen這一步。
-c –case-insensitive Don't check case of file name.檔案名不區分大小寫。
-w –warning-as-error Treat warning in tools as error.將警告做錯誤處理。
-j LOGFILE –log=LOGFILE Put log in specified file as well as on console.將編譯資訊輸出到檔。
-s –silent Make use of silent mode of (n)make.使用沉默模式執行make或nmake。
-q –quiet Disable all messages except FATAL ERRORS.編譯過程中只顯示嚴重錯誤資訊。
-d DEBUG –debug=DEBUG Enable debug messages at specified level.在指定的級別啟用調試消息。
-D MACROS –define=MACROS Macro: “Name [= Value]”.定義宏。
—version show program's version number and exit。

UEFI API

FeaturePcdGet

FeaturePcdGet(PcdHelloWorldPrintString) 查看在PcdHelloWorldPrintString 是否可用。

Print()

Print函數定義在 UefiLib.h 裡有聲明,其作用為打印字符串。

PcdGetPtr()

PcdGetPtr(PcdHelloWorldPrintString) 讀取在PcdHelloWorldPrintString 的字串。

AMI VEB

AMI VEB 基本上就是一堆 .CIF 檔案的集合

uefi_learning.txt · 上一次變更: 2024/04/26 17:16 由 don