[發(fā)明專利]一種基于龍芯便攜式計算機(jī)的UEFI固件實(shí)現(xiàn)方法

有效

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• 申請日: 2014-03-21
• 公開（公告）號: CN104572161B
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳小春;張超;朱立森;王亞洲;張家定;趙麗娜;劉昊天;肖志坤;周文丹
• 申請（專利權(quán)）人: 中電科技(北京)有限公司
• 主分類號: G06F9/445
• 分類號: G06F9/445
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于計算機(jī)固件技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于龍芯處理器便攜式計算機(jī)系統(tǒng)(以下簡稱龍芯便攜機(jī))的UEFI固件的實(shí)現(xiàn)方法。

背景技術(shù)

UEFI(Unified Extensible FirmwareInterface，統(tǒng)一的可擴(kuò)展固件接口)是一種計算機(jī)固件(或稱為BIOS)的接口規(guī)范，也是關(guān)于固件的最主要的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。UEFI規(guī)范最初是面向Intel公司的Itanium和X86處理器進(jìn)行制定的，但是UEFI規(guī)范本身是與處理器架構(gòu)無關(guān)的，目前已經(jīng)應(yīng)用于X86、Itanium、ARM等處理器平臺。符合UEFI規(guī)范的計算機(jī)固件(以下簡稱UEFI固件)相對于傳統(tǒng)的固件有很多優(yōu)越性，目前主流的X86商用計算機(jī)系統(tǒng)基本上都是采用了UEFI固件。

龍芯(Loongson)是由中國科學(xué)院計算所研制的國產(chǎn)通用中央處理器，采用MIPS精簡指令集架構(gòu)。龍芯處理器已形成一系列產(chǎn)品，分別可應(yīng)用于嵌入式、臺式、便攜式計算機(jī)以及服務(wù)器產(chǎn)品。目前應(yīng)用于便攜式計算機(jī)產(chǎn)品的龍芯處理器主要是龍芯3A。

PMON是一款開源固件，最初是為LSILogic MIPS R3000評估板而設(shè)計，后來成為MIPS領(lǐng)域評估板和開發(fā)系統(tǒng)的通用固件。官方的PMON固件已經(jīng)停止維護(hù)與發(fā)展，最新的PMON2000是PMON的非官方后繼版本。龍芯廠商采用PMON2000作為調(diào)試處理器的固件，并應(yīng)用在龍芯便攜機(jī)解決方案中。但PMON與常規(guī)的UEFI計算機(jī)固件相比存在很多不足，主要表現(xiàn)在：PMON項目在很多年前就已經(jīng)停止更新，在計算機(jī)工業(yè)界很少有廠家使用PMON或?qū)ζ溥M(jìn)行支持，因此PMON無法進(jìn)行規(guī)范化和得到發(fā)展；不像UEFI固件支持最新的計算機(jī)技術(shù)，PMON代碼對很多技術(shù)規(guī)范都不支持，無法實(shí)現(xiàn)對一些常見功能的支持，比如ACPI(目前最為通用的電源管理技術(shù))、GRUB(目前最為通用的操作系統(tǒng)內(nèi)核加載器)等；與UEFI固件相比，PMON沒有采用模塊化方法進(jìn)行設(shè)計實(shí)現(xiàn)，可擴(kuò)展性不強(qiáng)，開發(fā)維護(hù)也不方便。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的主要是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種基于龍芯便攜機(jī)的UEFI固件的實(shí)現(xiàn)方法。根據(jù)這個方法，可以在龍芯便攜機(jī)上實(shí)現(xiàn)出符合國際主流UEFI固件規(guī)范、可擴(kuò)展性強(qiáng)、功能完善的固件產(chǎn)品，以支持龍芯便攜機(jī)的正常啟動和運(yùn)行。

一種基于龍芯便攜式計算機(jī)的UEFI固件的實(shí)現(xiàn)方法，固件劃分為硬件抽象層、固件核心層、設(shè)備協(xié)議層和固件應(yīng)用層。

其中，硬件抽象層實(shí)現(xiàn)處理器、內(nèi)存、芯片組等關(guān)鍵硬件部件的初始化，對其他板級硬件進(jìn)行包裝和抽象并實(shí)現(xiàn)初始化，同時為上層模塊提供訪問底層硬件設(shè)備的函數(shù)接口。其包括處理器驅(qū)動模塊、芯片組驅(qū)動模塊、外設(shè)驅(qū)動模塊和電源管理模塊，處理器驅(qū)動模塊完成處理器、內(nèi)存的初始化工作，并提供訪問處理器和內(nèi)存的接口；芯片組驅(qū)動模塊主要完成龍芯便攜機(jī)硬件平臺中南北橋芯片的初始化工作，包括橋片本身和各個外設(shè)控制器的初始化和資源分配工作，并提供訪問南北橋的接口；外設(shè)驅(qū)動模塊主要是主板上各種外設(shè)的驅(qū)動，如顯卡、硬盤、鍵盤、USB設(shè)備、網(wǎng)卡等，每個外設(shè)會對應(yīng)一個(或多個)驅(qū)動模塊；電源管理模塊主要是用來配合操作系統(tǒng)來完成系統(tǒng)的待機(jī)、休眠和喚醒等功能，并實(shí)現(xiàn)設(shè)備電源管理相關(guān)的功能和函數(shù)接口。

固件核心層類似于操作系統(tǒng)的內(nèi)核，建立UEFI中的系統(tǒng)服務(wù)表，進(jìn)行固件中所有模塊的統(tǒng)一管理和各種資源的管理。其包括固件核心加載模塊、固件核心模塊和基礎(chǔ)架構(gòu)功能模塊，固件核心加載模塊負(fù)責(zé)加載固件核心模塊，并為其準(zhǔn)備運(yùn)行環(huán)境，固件核心模塊負(fù)責(zé)建立UEFI規(guī)范中的啟動服務(wù)(Boot Service)和運(yùn)行時服務(wù)(Runtime Service)表，加載、運(yùn)行其他功能模塊，管理各模塊之間的交互，實(shí)現(xiàn)內(nèi)存的管理，實(shí)現(xiàn)和維護(hù)時鐘中斷和事件機(jī)制，實(shí)現(xiàn)和維護(hù)固件應(yīng)用的特權(quán)級機(jī)制，實(shí)現(xiàn)UEFI規(guī)范中定義的Protocol的管理機(jī)制，實(shí)現(xiàn)UEFI規(guī)范要求實(shí)現(xiàn)的其他機(jī)制和功能，如調(diào)試接口、壓縮算法、變量存儲/處理等。基礎(chǔ)架構(gòu)功能模塊實(shí)現(xiàn)UEFI規(guī)范中的Architectural Protocol，包括多個功能模塊，每個模塊實(shí)現(xiàn)一個Architectural Protocol。每個Architectural Protocol包含一些基礎(chǔ)服務(wù)接口，供固件中的其他功能模塊調(diào)用。