1.UEFI开发探索97 – EDK2模拟器搭建网络环境
2.UEFI开发探索43 – Protocol的修改使用2
3.LoongArch平台UEFI交叉编译环境搭建
4.UEFI之edk2 目录说明
5.UEFI与硬件初始化
6.UEFI开发环境搭建

UEFI开发探索97 – EDK2模拟器搭建网络环境

       搭建EDK2开发环境与网络测试环境的详细步骤如下：

       1. 搭建环境：

       安装必要的开发工具：Visual Studio、Python、源码源代ASL和Nasm。修改

       下载EDK2和StdLib代码库，源码源代使用Git将代码下载到本地。修改

       在C盘新建目录edk，源码源代手机查网页源码使用特定命令下载代码库。修改

       更新子模块，源码源代确保所有依赖库均可用。修改

       复制AppPkg、源码源代StdLib和StdLibPrivateInternalFiles到edk2目录，修改方便后续编译。源码源代

       使用Visual Studio的修改Native命令行编译BaseTools及其他工具。

       测试开发环境，源码源代通过检查编译结果是修改否成功。

       2. 搭建网络测试环境：

       安装Winpcap，用于在模拟器中提供访问网络底层的能力。

       下载并编译SnpNtIo，获取SnpNtIo.dll。

       在C盘创建NetNtIo文件夹，将源代码和Winpcap开发包放入其中。

       使用Visual Studio命令行编译SnpNtIo，生成Release_IA目录。

       编译位EDK2模拟器。

       配置模拟器网络环境，将SnpNtIo.dll复制到模拟器目录，并创建批处理文件loadnetwork.nsh加载相关驱动。

       启动模拟器并加载网络配置。

       3. 测试网络程序：

       使用已编译的EchoServerTCP4.exe和EchoTcp4.efi进行网络通信测试。

       运行服务器程序于宿主机，客户端程序于模拟器。

       使用网络调试助手辅助测试。

       注意防火墙设置、DHCP配置及网络通信的局域网限制。

       搭建完毕后，可进行网络程序测试，商城系统模板源码以验证环境搭建的正确性。遇到的问题包括防火墙影响、DHCP配置的不稳定性、服务端软件通信限制等，可参照实验记录和提供资源进行进一步分析与解决。

UEFI开发探索 – Protocol的使用2

       今天探索如何开发UEFI服务中的Protocol。在《UEFI原理与编程》一书中，已有关于UEFI服务开发的介绍，以视频解码为例，提供了完整的解码库。考虑到视频解码的兴趣不高，我将构建一个用于在屏幕上绘制几何图形的简单框架型代码，以熟悉Protocol开发。

       UEFI驱动大致分为两类：符合UEFI驱动模型的驱动和不遵循UEFI驱动模型的驱动。服务型驱动不管理设备，产生协议，初始化操作后即从系统内存中卸载；初始化驱动不产生任何句柄，仅进行初始化并返回错误代码；根桥驱动产生句柄，包含设备路径协议和I/O资源抽象协议；UEFI驱动模型驱动包含多个句柄、协议实例，支持子句柄和额外I/O协议。

       服务型驱动作为开发Protocol的起点，比较简单，主要用于生产协议。实例包括AcpiTableDxe、DebugSupportDxe等。这类驱动在模块初始化时安装所需协议。以HiiResourcesSampleDxe为基础，构建了一个服务型驱动框架，修改了*.inf文件，调整为UEFI_DRIVER类型，并加入UefiDriverEntryPoint。构建好Protocol后，在驱动入口函数中安装。

       构建Protocol需准备三个部分：Protocol GUID（使用微软工具或在线生成）、诱导大秀源码协议成员函数与结构体、实例化协议。成员函数需EFIAPI修饰，第一个参数为This指针。构造好的Protocol源代码展示了其结构。可以通过This指针传递内部私有数据，实现函数间的共享。

       为了测试，编写了服务驱动提供Protocol与测试程序。服务驱动中提供的Protocol包含三个成员函数，用于演示。通过命令加载服务驱动并测试协议，结果验证了自定义Protocol的正确性。

       具体实现与测试代码在文末提供下载链接。服务驱动中提供的Protocol具有简单的打印功能，用于展示。测试结果显示，安装自制协议后，测试程序能正确调用成员函数。

       Gitee项目地址：gitee.com/luobing/u...，项目代码位于FF RobinPkg下的Applications目录和Drivers目录，包括TestServiceDrvSample和ServiceDrvSample。

LoongArch平台UEFI交叉编译环境搭建

       LoongArch平台UEFI固件编译支持两种方法：X平台交叉编译与LoongArch平台本地编译。本文将详细介绍X平台交叉编译的搭建与使用。

       首先，选择支持的编译工具GCC8.3。基线版本为基于TianoCore的UDK。

       接着，下载并解压适合的交叉编译器到/opt目录。环境变量的配置至关重要，可以通过创建脚本文件env.sh进行临时设置，或永久写入.bashrc文件。

       临时设置方法包括创建脚本文件env.sh，输入环境变量设置内容，添加可执行权限，问道1.60辅助源码并执行脚本以验证是否生效。永久设置则是在.bashrc文件末尾写入配置内容，以实现环境变量的永久生效。

       编译方法包括解压源码，进入编译目录，修改配置文件，执行编译命令。生成的LS3AA.fd文件用于调试和正式产品。切换编译方式，DEBUG版本提供调试便利，RELEASE版本则去除调试信息，加快启动速度。

       编译过程中可能会遇到错误，解决方法包括确认环境变量是否生效，执行清理中间文件的命令，或安装缺失的依赖库，如iasl。

       LoongArch平台UEFI固件的烧写方式与MIPS平台UEFI一致，可通过JTAG、编程器、UEFI在线烧写以及PMON下更新UEFI和UEFI下更新PMON。注意LS3AA.fd文件大小，确保Flash大小至少为4MB，且使用正确型号的Flash芯片。

       编程器烧写方法需要将Flash芯片放入编程器座内，选择对应型号，导入二进制文件，完成烧写。UEFI在线烧写步骤包括准备U盘，插入板卡USB口，启动板卡并进入UEFI Shell，执行烧写命令，重启后更新UEFI固件。PMON下更新UEFI和UEFI下更新PMON步骤则分别涉及将文件放入U盘，启动板卡至PMON shell，转转假链接源码执行烧写命令，重启更新。

       通过以上步骤，可以完成LoongArch平台UEFI固件的编译与烧写。

UEFI之edk2 目录说明

       UEFI之edk2：探索核心组件与功能目录

AppPkg：开发者的乐园

       UEFI Application Development Kit (AppPkg) 是一套全面的工具集，旨在降低UEFI应用程序开发的门槛。它包含标准依赖库、实用工具和示范项目，助力高效开发。

MdePkg：模块开发的基础

       MdePkg，全称为Module Development Environment Package，是所有模块开发的基石。所有模块都依赖于此，它提供了模块开发所需的最小环境，并确保模块间的兼容性。

MdeModulePkg：标准与环境的载体

       MdeModulePkg不仅包含了符合UEFI/PI工业标准的模块，还提供开发环境，包括PPIs（Protocol Providers Interfaces）、PROTOCOLs（协议）和GUIDs（全局唯一标识符），以及必要的依赖库。

ArmPkg与ArmPlatformPkg：ARM架构的力量

       ArmPkg提供了ARM架构特有的PROTOCOLs，为ARM平台通用代码提供支持。ArmPlatformPkg则针对ARM开发板，集成通用组件，方便不同板型之间的移植。

从BaseTools到实战

       BaseTools包内含一系列编译工具，如AutoGen、Build等，为EDK和EDK2的构建提供必需的辅助。比如，GenSec、GenFV等工具助力安全和固件生成。

BeagleBoardPkg：入门开发者的友好选择

       BeagleBoardPkg针对BeagleBoard，这是一款经济实惠的开发板，搭载了Cortex-A8处理器。包内包含对这款板子的定制化支持代码，便于开发者快速上手。

CorebootModulePkg：连接硬件与UEFI的桥梁

       CorebootModulePkg让Coreboot与UEFI标准融合，开发者可以借此轻松从Coreboot环境过渡到UEFI。它包括解析Coreboot表单、内存/IO资源报告等关键模块，位于硬件和UEFI环境的中间层。

CryptoPkg：加密防护的守护者

       CryptoPkg在UEFI 2.2版本后加入了安全特性，专为加密支持而设计，确保HLOS和平台固件间的通信安全可靠。

DuetPkg：模拟UEFI环境的开发助手

       DuetPkg是一款UEFI模拟器，基于Legacy BIOS，让开发者在BIOS环境中也能体验到UEFI的模拟环境，便于传统系统上的UEFI开发。

EdkCompatibilityPkg：跨代框架的兼容保证

       EdkCompatibilityPkg确保UEFI 2.0+ Framework 0.9x模式下的EDK编译兼容性，简化了不同版本的整合工作。

Shell世界的变化：EdkShellPkg与Shell 2.x

       EdkShellPkg和EdkShellBinPkg曾是Shell开发的主导，但已被Shell 2.x版本的包所取代，后者提供了官方的UEFI Shell实现。

EmbeddedPkg：内存映射控制器的协议实现

       EmbeddedPkg专为内存映射控制器提供协议支持，同时包含一个简单的EFI shell（EBL），简化开发流程。

EmulatorPkg：跨平台虚拟环境的革新

       EmulatorPkg作为虚拟环境的替代，取代了NtPkg和UnixPkg，支持跨平台编译和运行，提高开发的灵活性。

NtPkg与UnixPkg：逐渐式微的虚拟器

       NtPkg和UnixPkg作为UEFI在特定环境下的虚拟器，已被EmulatorPkg全面超越，不再推荐使用。

OvmfPkg：虚拟机的UEFI引导者

       OVMF Package (OvmfPkg) 提供对虚拟机的UEFI支持，配合QEMU和KVM，能引导HLOS在虚拟环境中运行。

NetworkPkg：网络功能的全方位支持

       NetworkPkg包含IPv6协议栈、IPsec驱动、PXE驱动和iSCSI驱动，以及网络配置相关的shell应用程序，为UEFI环境提供全面的网络服务。

Texas Instrument专有：OmapxxPkg

       OmapxxPkg是专为Texas Instrument OMAPxx平台设计的支持包，针对特定硬件的优化集成。

OptionRomPkg：PCI兼容Option ROM的支持

       OptionRomPkg是为了编译和加载PCI兼容Option ROM image而设计的，确保硬件扩展的兼容性。

SecurityPkg：强化安全特性

       SecurityPkg包含TPM（Trusted Platform Module）、用户身份验证、安全启动和认证变量等关键安全功能，为UEFI环境提供强大的防护。

StdLib与私有文件：标准库的基石

       StdLib是标准库的实现，而StdLibPrivateInternalFiles是其内部使用的专有包，仅限于StdLib内部引用。

UefiCpuPkg：CPU模块与库的UEFI兼容性

       UefiCpuPkg确保CPU模块和库与UEFI规范保持一致，为不同处理器架构提供支持。

SourceLevelDebugPkg：调试能力的提升

       SourceLevelDebugPkg提供强大的调试工具，帮助开发者深入到源代码层面进行问题排查和优化。

SignedCapsulePkg：安全升级与恢复的关键

       SignedCapsulePkg提供了一套签名和校验方案，确保固件更新的安全性和可恢复性，支持UEFI环境下的安全升级与恢复。

PcAtChipsetPkg：符合PcAt标准的接口实现

       PcAtChipsetPkg为符合PcAt标准的芯片组提供接口和实现，确保兼容性和稳定性。

FatPkg与FatBinPkg：FAT文件系统的支持

       FatPkg和FatBinPkg为UEFI环境下的FAT文件系统提供支持，方便数据存储和管理。

UEFI与硬件初始化

       UEFI论坛的PI规范通过模块化方法支持芯片和硬件平台的初始化，涉及系统初始化、引导和引导前的特殊配置。BIOS领域采用UEFI后，其影响力显著，现已成为固件、操作系统和其他行业标准不可或缺的组件。在Intel架构的PC生态系统中，UEFI规范或其后续的PI规范成为硬件初始化的核心基础。

       本文将探讨如何利用UEFI平台初始化（PI）规范来构建和配置芯片和硬件。我们会深入理解规范的构建模块，涉及平台启动流程、特殊模式和常见应用场景，还会关注处理器、内存和图形控制器等硬件的驱动程序。PI规范的普及得益于其二进制兼容性、源代码实现、开源工具支持以及广泛接受的测试标准。

       PI规范的出现标志着BIOS角色的转变。它允许芯片供应商提供一次开发、多处使用的初始化代码，解决了过去不同公司基于芯片文档自行开发初始化代码的问题。同时，PI规范使得硬件和固件的部署更加无缝，促进了BIOS生态系统中各参与者角色的整合和责任划分，提高了可测试性和驱动程序的互操作性。

       举例来说，PI规范支持像SMBus这样的系统管理总线，提供了标准化的API接口，使得开发者无需深入硬件细节即可使用。这不仅提高了效率，也确保了跨平台的兼容性。UEFI PI规范就像一个模块化菜单，允许开发者按需组合，提升硬件和固件的开发灵活性。

       尽管UEFI PI提供了基础框架，但特定小型组件的开发仍需单独处理。总的来说，PI规范为构建高质量固件奠定了基础，使得BIOS工程师的工作更加系统化和高效。

UEFI开发环境搭建

       UEFI开发环境搭建涉及软件安装、源码编译与UEFI固件运行。首先，需要安装Visual Studio ，并确保选择了合适的开发组件。接着，下载并解压IASL和NASM至根目录，注意修改edk2中的conf/tools_def.txt以适应不同路径。至此，构建EDK2的环境搭建完成。

       接下来，从gitcode.com/tianocore/edk2下载源码，切换至稳定版本进行编译。过程中，可能会遇到edksetup.bat脚本报错问题，这是因为Base Tools未生成。需手动编译Base Tools，注意下载并放置brotli工具源码至BaseTools/Source/C/BrotliCompreaa/brotli目录下。再次执行rebuild操作，通常能解决报错问题。

       对于新版本EDK2，build工具不再使用exe版本，而是Python版本。因此，需设置Python相关变量。完成后，构建UEFI固件（如选择OVMF）二进制，通常结果为成功。

       最后，将OVMF.fd文件复制至QEMU的固件库中。在相应目录下，打开CMD命令行，使用指定命令启动虚拟机，即可进入UEFI模拟环境。至此，UEFI开发环境搭建完成。

UEFI开发探索-如使用最新的EDK2搭建编译环境

       在探索UEFI开发过程中，作者注意到EDK2的发布方式发生了变化，不再提供定期打包的源代码。这影响了作者的开发流程，因为打包的源码通常包含整理好的API文档和预配置的环境。因此，作者决定直接从github的EDK2主线仓库下载并搭建最新的编译环境。

       首先，需要将github上的EDK2、edk2-platforms、edk2-libc等关键项目导入到gitee仓库，并关注一些必要的子模块，如openssl、berkeley-softfloat-3等。确保安装好Visual Studio、Python、ASL和Nasm等编译工具后，通过Git Bash下载并克隆私有仓库中的源代码。

       具体步骤包括：新建工作目录，克隆仓库，修改.edkmodules文件指向gitee仓库地址，然后更新submodules。编译环境搭建完成后，通过edksetup.bat命令编译BaseTools，接着使用mybuild.bat批处理文件保持目录结构清晰并编译UEFI程序。值得注意的是，新版本的EDK2（如年3月）移除了NTPkg，增加了位程序支持的EmulatorPkg，这使得调试位代码变得更加方便。

       通过以上操作，开发者可以了解到如何使用最新的EDK2搭建和维护自己的编译环境，以便进行UEFI开发。