[發明專利]一種基于臺式計算機的UEFI固件實現方法

在審

• 申請號: 201510968165.2
• 申請日: 2015-12-22
• 公開（公告）號: CN106909345A
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發明（設計）人: 陳小春;張超;朱立森;孫亮;王亞洲
• 申請（專利權）人: 中電科技(北京)有限公司
• 主分類號: G06F9/44
• 分類號: G06F9/44
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于臺式計算機的UEFI固件實現方法，其特征在于，所述UEFI固件分為硬件抽象層、固件核心層、設備協議層以及固件應用層；

所述硬件抽象層包括處理器驅動模塊、芯片組驅動模塊和外設驅動模塊，所述處理器驅動模塊對臺式計算機中處理器和內存進行初始化，并提供訪問處理器和內存的接口；所述芯片組驅動模塊對臺式計算機硬件平臺中南北橋芯片進行初始化，包括橋片本身和各個外設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；所述外設驅動模塊驅動臺式計算機主板上連接的外設；

所述固件核心層包括固件核心加載模塊、固件核心模塊和基礎架構功能模塊，固件核心加載模塊加載固件核心模塊，并為其準備運行環境；固件核心模塊建立UEFI規范中的啟動服務Boot Service和運行時服務Runtime Service表，加載、運行固件核心層中的其他模塊，管理固件核心層中各模塊之間的交互，管理臺式計算機中內存，實現和維護時鐘中斷和事件機制，實現和維護固件應用的特權級機制，實現UEFI規范中定義的Protocol的管理機制，實現UEFI規范要求實現的機制和功能；基礎架構功能模塊實現UEFI規范中的體系結構協議Architectural Protocol，基礎架構功能模塊包括多個功能模塊，每個模塊實現一個Architectural Protocol；每個Architectural Protocol包含一些基礎服務接口，供固件中的其他功能模塊調用；

所述設備協議層包括總線協議模塊和網絡協議棧模塊，總線協議模塊實現各種總線協議，并通過UEFI規范中的Protocol機制發布總線的訪問接口；網絡協議棧模塊實現網絡協議棧；

所述固件應用層包括設備掃描模塊、人機界面顯示模塊、系統監控模塊、系統啟動模塊、文件系統模塊、內核加載模塊、運行時模塊和Shell模塊；設備掃描模塊枚舉臺式計算機中的所有外設，并為外設分配資源，將外部設備與相 應的外設驅動模塊進行連接；人機界面顯示模塊與顯卡驅動模塊連接，實現所有顯示相關的接口；系統監控模塊實時檢測臺式計算機中處理器溫度、系統電壓和風扇轉速，根據處理器溫度來調整風扇的轉速，當處理器溫度過高時，強制關機；系統啟動模塊提供一個圖形化的用戶配置界面，用戶通過菜單操作的方式，查看系統信息和對系統進行配置。最后根據用戶的選擇，從存儲設備啟動操作系統；文件系統模塊實現FAT/FAT32、EXT2/3/4和ISO9660文件系統，支持對文件的讀取操作；內核加載模塊在系統啟動的最后階段，從臺式計算機的存儲介質中將內核文件加載到內存中，并為內核文件準備必要的參數，然后跳轉到內核的入口點執行內核文件；運行時模塊實現UEFI規范定義的供操作系統在其運行階段調用的運行時Runtime接口，以及處理器平臺的操作系統與固件定義的接口；Shell是UEFI固件提供的一個命令行環境，基于UEFI固件中提供的大量接口服務，開發出Shell下的多種固件應用程序；

在上述UEFI固件的基礎上，該方法包括如下步驟：

步驟一、臺式計算機上電啟動，執行所述處理器驅動模塊，初始化處理器和內存，并提供訪問處理器和內存的接口，從而建立起固件運行的基本環境；

步驟二、執行所述固件核心加載模塊，將UEFI固件代碼復制到內存，并對固件進行解壓，加載固件核心模塊；

步驟三、執行固件核心模塊，建立UEFI固件的基礎服務；初始化UEFI的系統服務，完成UEFI系統表、UEFI啟動服務表和UEFI運行時服務表的初始化，UEFI固件中的所有功能模塊均可調用所述系統服務；

步驟四、加載UEFI固件功能模塊，包括基礎架構功能模塊、設備協議模塊；

步驟五、加載外設掃描模塊，掃描外設并為外設分配系統資源，加載外設驅動模塊，完成外設初始化；

步驟六、加載執行固件應用層中各模塊，啟動操作系統。

上述步驟中，步驟(6)中固件核心模塊加載固件卷中的固件應用模塊，并實現對應的固件功能。包括顯示模塊、系統監控模塊、文件系統模塊、內核加載模塊、運行時模塊、Shell模塊、系統啟動模塊，最后，固件核心模塊將控制權交給系統啟動模塊，準備啟動操作系統。