[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

技術領域

本發明屬于本發明屬于計算機固件技術領域，涉及一種基于臺式計算機的UEFI固件的實現方法。。

背景技術

UEFI(Unified Extensible Firmware Interface，統一的可擴展固件接口)是一種計算機固件(或稱為BIOS)的接口規范，也是關于固件的最主要的工業標準。UEFI規范最初是面向Intel公司的Itanium和X86處理器進行制定的，但是UEFI規范本身是與處理器架構無關的，目前已經應用于X86、Itanium、ARM等處理器平臺。符合UEFI規范的計算機固件(以下簡稱UEFI固件)相對于傳統的固件有很多優越性，目前主流的X86商用計算機系統基本上都是采用了UEFI固件。

申威是由江南計算所研制的國產通用中央處理器，采用國產自主精簡指令集架構。申威處理器已形成一系列產品，分別可應用于臺式、臺式計算機以及服務器產品。目前應用于臺式計算機產品的申威處理器主要是申威410。

申威是由江南計算所研制的國產通用中央處理器，采用國產自主精簡指令集架構。申威處理器已形成一系列產品，分別可應用于臺式、臺式計算機以及服務器產品。目前應用于便攜式式計算機產品的申威處理器主要是申威410。

目前，龍芯、申威等國產處理器已有相應的固件方案，但申威仍缺乏完整的固件整體方案。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種基于臺式計算機的UEFI固件的實現方法。根 據這個方法，可以在申威臺式計算機上實現出符合國際主流UEFI固件規范、可擴展性強、功能完善的固件產品，以支持申威臺式計算機的正常啟動和運行。

為了達到上述目的，本發明的技術方案為：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。

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，處理器驅動模塊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；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；外設驅動模塊驅動臺式計算機主板上連接的外設。

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。

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。

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。