想学习EFI编程？福音来了

-  UEFI on ARM  -

  想学习 EFI 编程？

福音来了

2024/01/08

◐

走进 UEFI 的世界，

感受固件编程的独特魅力，

了解UEFI on ARM的最新情报。

绝大多数的应用程序开发者都明白模块和接口的概念，网络上对于这方面的讨论和课程也很多。

那么对于底层开发，是否有类似的概念呢？

答案是肯定的。Intel在2001年推出的 EFI 就是一个关于固件的接口。靠着这个接口，Wintel联盟统治了PC 30年。

  什么是EFI？

Extensible Firmware Interface

EFI是Extensible Firmware Interface的缩写，即可扩展固件接口。

我们知道，早期的PC是由传统BIOS负责启动的，BIOS程序存放于一个掉电后内容不会丢失的只读存储器(ROM)中，系统加电时处理器的第一条指令的地址会被定位到BIOS代码中，开始执行初始化程序。但BIOS存在诸多缺点，比如，大部分传统BIOS程序采用汇编语言开发，但是汇编开发的一个缺点是代码与设备的耦合度太大，代码受硬件变化的影响大。

另外，传统BIOS代码采用静态链接，增加硬件功能时，代码需做大量改动，而且传统BIOS没有提供动态加载设备驱动的方案。而随着CPU和其它硬件设备的革新，传统BIOS的所有这些缺点成为计算机系统发展的瓶颈。

在这样的背景下，EFI应运而生了。EFI可以更好地支持新的硬件设备（这可以从它的名称看得出来），同时还具有开发速度快、启动时间短、更加安全等其它特点。

为什么要学习EFI编程？

那么我们为什么要学习EFI编程呢？

前面说过，靠着EFI，Wintel联盟已经统治了PC 30年。但是，所谓三十年河东，三十年河西，随着硬件技术的不断升级和人们需求的多样化，以x86为架构的PC也表现出了一些不足，其中最大的问题就是电池的续航问题。随着移动办公的日益普及，人们对电池的续航性能要求越来越高，但x86天生的架构无法满足这一点。后起之秀Arm由于从出生时就携带着高效能的基因，从而在移动设备领域一直独霸天下。过去一些年里，Arm芯片的性能比不上x86，所以在PC领域一直是不温不火。但是芯片技术的发展遵循摩尔定律，即每隔18-24个月，在价格不变的情况下，芯片的性能会提高一倍。Arm现在推出的Cortex-A76，性能已经有了显著提升。再加上Big.Little技术，未来基于Arm的PC能够与基于x86的PC平分秋色也是非常可期的。

在苹果成功把MacBook从x86转移到Arm后，高通、英伟达等很多巨头也积极研发Arm PC。很多人认为，2024年将是Arm PC开始高速发展的一年。但目前还存在很多的工作要做。就以固件为例，虽然Arm早在2013 年就加入了EFI组织，但目前ARM上的UEFI（Unified EFI，是 EFI 的改良版）代码还存在一些问题，比如对ACPI的支持不完善，无法自由安装通用操作系统。

随着Arm PC的持续升温，必然对人才产生很强的需求。比如要在Arm硬件上支持Windows（WoA），那么就需要既懂底层，又懂Windows的工程师，而目前这方面的人才非常紧缺。

所以，从职业发展角度看，学好UEFI，便可以投身到正在兴起的Arm PC研发中，可能找到一份非常好的工作。这份工作可能是固件工程师，也可能是应用软件工程师。因为Arm PC流行后，大量的应用软件需要适配和优化，如果你对UEFI和WoA有一定了解，那么便成为紧缺的人才。

当然，学习UEFI，可以加深对计算机系统的理解，可以打通知识壁垒，提高工作效率，特别是缩短解决问题（debug）的时间。

如何学习EFI编程？

EFI PROGRAM.

学习EFI编程的方法有很多，可以看书，看文档，看代码，但最好的方法还是动手实践。C语言的发明者丹尼斯·里奇（Dennis Ritchie）有一句名言：学习一门编程语言的唯一方法就是用它来写代码。学习EFI编程也一样，要多写代码多实践。

当然，动手实践就需要有环境。目前，格蠹科技推出的幽兰本，已经可以在本机编译、部署、烧录和调试UEFI代码，对有志于从事底层开发的程序员来说，实在是一个福音。

另外，格蠹科技创始人兼CEO张银奎老师，也打算在2024年推出一期关于UEFI编程的培训，并且已于昨晚（2024年1月7日周日）举办了一场线上直播，给大家分享了EFI的前世今生。从与会者人数来看，大家对这个领域还是相当感兴趣的，有很多之前从事这个领域的朋友，也有很多后起之秀。

UEFI

培训分为六讲，都是以实战为主，以下是每节课的内容概要。

01

  UEFI跑起来  

要点：下载代码、调整信息输出、构建、熟悉镜像格式、烧录、启动、接收和分析调试信息、进入UEFI图形界面和外壳环境、执行外壳命令。

02

  修改UEFI界面  

要点：HII基础、定义表单、定义控件、界面和变量绑定、UEFI的配置机制（PCD）、定义PCD变量保存设置。

03

  编写UEFI应用——PcdEdit  

要点：UEFI模块、模块的基本文件（DSC、DEC、INF）、应用入口、UEFI的包、编写代码、观察和编辑PCD变量、加载和运行UEFI App、调试UEFI App的方法。

04

  开发UEFI驱动  

要点：面向对象基础、UEFI Protocol、GUID、函数指针、方法表、操作Protocol的基本函数：打开、寻找、响应。

05

  权力移交——加载OS  

要点：Boot Manager、通过UEFI启动Windows、通过UEFI启动grub、动态增加启动项、访问boot loader的原理和方法。

06

  电池出来——与OS配合  

要点：电池设备的驱动、UEIF的标准设备、Control Method Battery、ASL、使用ASL定义设备、结构体、字段、实现UEIF的标准方法、通过标准方法报告电池的基本信息和实时状态。

课程的更多信息请见（点击可直接跳转）。

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