uefi协议设计目的

inquisiter

已于 2025-06-05 16:11:04 修改

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文章标签：嵌入式硬件

于 2025-06-05 16:04:46 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/bme314/article/details/148453025

在EDK2的术语体系中，GUID定义的是协议的标识符，而具体实现的函数集合称为协议的实现。它们是同一协议的不同抽象层次，以下是详细解释：

1. 协议（Protocol）的两层含义

(1) 协议规范（接口定义）

用GUID标识：每个协议有唯一的GUID，如gEfiSimpleTextOutProtocolGuid。
定义接口函数：通过结构体定义一组函数指针，规定协议的功能。

// 协议规范定义（示例）
typedef struct _EFI_SIMPLE_TEXT_OUT_PROTOCOL {
  EFI_STATUS (*Reset)(EFI_SIMPLE_TEXT_OUT_PROTOCOL *This, BOOLEAN ExtendedVerification);
  EFI_STATUS (*OutputString)(EFI_SIMPLE_TEXT_OUT_PROTOCOL *This, CHAR16 *String);
  // 其他函数...
} EFI_SIMPLE_TEXT_OUT_PROTOCOL;

(2) 协议实现（具体代码）

实现接口函数：驱动开发者编写具体的函数实现。
通过GUID注册：将实现绑定到对应的GUID上。

// 协议实现示例
EFI_STATUS
EFIAPI
MyOutputString (
  IN EFI_SIMPLE_TEXT_OUT_PROTOCOL  *This,
  IN CHAR16                         *String
  )
{
  // 实际输出字符串的代码
  return EFI_SUCCESS;
}

// 协议实例
EFI_SIMPLE_TEXT_OUT_PROTOCOL gMySimpleTextOut = {
  .Reset       = MyReset,
  .OutputString = MyOutputString,
  // 其他函数实现...
};

2. 关键区别

概念	描述	关联
协议GUID	唯一标识符，用于在运行时查找协议接口。	一个GUID对应一个协议规范
协议规范	定义协议的函数接口（结构体），不包含具体实现。	由GUID和结构体共同定义
协议实现	具体的函数代码，实现协议规范中定义的接口。	多个实现可共享同一GUID

3. 同一GUID的多实现示例

同一个GUID的协议可以有多个实现：

// 协议规范（唯一GUID）
#define EFI_MY_PROTOCOL_GUID \
  { 0x12345678, 0x9abc, 0xdef0, { 0x12, 0x34, 0x56, 0x78, 0x9a, 0xbc, 0xde, 0xf0 } }

typedef struct _EFI_MY_PROTOCOL {
  EFI_STATUS (*DoWork)(VOID);
} EFI_MY_PROTOCOL;

// 实现1：控制台输出
EFI_STATUS EFIAPI ConsoleDoWork(VOID) { Print(L"Console Implementation\n"); return EFI_SUCCESS; }
EFI_MY_PROTOCOL gConsoleImpl = { .DoWork = ConsoleDoWork };

// 实现2：文件输出
EFI_STATUS EFIAPI FileDoWork(VOID) { WriteFile(L"output.txt", L"File Implementation\n"); return EFI_SUCCESS; }
EFI_MY_PROTOCOL gFileImpl = { .DoWork = FileDoWork };

// 注册两个实现（使用相同GUID）
gBS->InstallProtocolInterface(&h1, &gEfiMyProtocolGuid, EFI_NATIVE_INTERFACE, &gConsoleImpl);
gBS->InstallProtocolInterface(&h2, &gEfiMyProtocolGuid, EFI_NATIVE_INTERFACE, &gFileImpl);

4. 如何调用特定实现

通过句柄（Handle）区分同一协议的不同实现：

// 获取所有实现的句柄
EFI_HANDLE *Handles;
UINTN HandleCount;
gBS->LocateHandleBuffer(ByProtocol, &gEfiMyProtocolGuid, NULL, &HandleCount, &Handles);

// 遍历并调用每个实现
for (UINTN i = 0; i < HandleCount; i++) {
  EFI_MY_PROTOCOL *Protocol;
  gBS->HandleProtocol(Handles[i], &gEfiMyProtocolGuid, (VOID**)&Protocol);
  Protocol->DoWork();  // 调用不同实现的函数
}

总结

GUID和协议：GUID是协议的唯一标识符，协议规范定义了接口。
实现：具体的函数代码称为协议的实现，多个实现可共享同一GUID。
调用方式：通过GUID查找协议，通过句柄区分不同实现。

这种设计使得EDK2能够实现灵活的插件架构和多态机制。

在EDK2（UEFI开发工具包）中，.dec、.dsc和.inf是三种核心配置文件，分别用于不同层次的组件定义和构建配置。以下是它们的主要区别和作用：

1. DEC文件（定义文件，.dec）

作用

声明全局可用的元数据（如GUID、PPI、Protocol、PCD等）
定义跨模块共享的常量和类型
不包含具体实现代码

关键内容

GUID定义：唯一标识协议、PPI、驱动等
PPI/Protocol声明：定义接口规范
PCD（平台配置数据）声明：定义可配置参数
库类声明：定义库接口

示例

[Defines]
  DEC_SPECIFICATION_VERSION = 0x00010005  # DEC文件规范版本

[Guids]
  gEfiSimpleTextOutProtocolGuid = { 0x387477c2, 0x69c7, 0x11d2, { 0x8e, 0x39, 0x00, 0xa0, 0xc9, 0x69, 0x72, 0x3b } }

[Ppis]
  gEfiPeiReadOnlyVariable2PpiGuid
    gEfiPeiServicesTablePointerPpiGuid

[Protocols]
  gEfiDevicePathProtocolGuid
    gEfiSimpleNetworkProtocolGuid

[PcdsFeatureFlag]
  gEfiMdeModulePkgTokenSpaceGuid.PcdDebugPrintErrorLevel|0x8000FFFF

2. DSC文件（描述文件，.dsc）

作用

定义完整的UEFI固件或应用程序
指定要构建的组件（驱动、应用、库）
配置构建选项和平台特性
控制模块之间的依赖关系

关键内容

平台定义：描述目标平台特性
组件列表：指定要包含的模块（.inf文件）
PCD值设置：为特定平台定制PCD参数
构建选项：编译器、链接器参数等

示例

[Defines]
  PLATFORM_NAME           = MyPlatform
  PLATFORM_GUID           = { 0x12345678, 0x9abc, 0xdef0, { 0x12, 0x34, 0x56, 0x78, 0x9a, 0xbc, 0xde, 0xf0 } }
  PLATFORM_VERSION        = 1.0
  DSC_SPECIFICATION       = 0x00010005

[Components]
  # 包含的驱动组件
  MdeModulePkg/Bus/Usb/Host/UsbUhciDxe/UsbUhciDxe.inf
  MdeModulePkg/Bus/Usb/Host/UsbEhcxDxe/UsbEhcxDxe.inf
  
  # 包含的应用组件
  MdeModulePkg/Application/HelloWorld/HelloWorld.inf

[PcdsFixedAtBuild]
  gEfiMdeModulePkgTokenSpaceGuid.PcdFirmwareVendor|L"Contoso"
  gEfiMdeModulePkgTokenSpaceGuid.PcdFirmwareVersion|0x10000

3. INF文件（信息文件，.inf）

作用

描述单个模块（驱动、应用、库）的元数据
指定源文件、依赖项、库类和构建选项
是构建系统的最小单元

关键内容

模块基本信息：类型（驱动/应用/库）、名称、GUID
源文件列表：包含的C/ASM等源文件
库依赖：使用的库类
协议/PPI依赖：模块需要的接口
构建选项：特定于模块的编译参数

示例

[Defines]
  INF_VERSION             = 0x00010005
  BASE_NAME               = MyDriver
  FILE_GUID               = { 0x12345678, 0x9abc, 0xdef0, { 0x12, 0x34, 0x56, 0x78, 0x9a, 0xbc, 0xde, 0xf0 } }
  MODULE_TYPE             = UEFI_DRIVER
  VERSION_STRING          = 1.0

[Sources]
  MyDriver.c
  MyHelper.c

[Packages]
  MdePkg/MdePkg.dec
  MdeModulePkg/MdeModulePkg.dec

[LibraryClasses]
  UefiDriverEntryPoint
  UefiLib
  DebugLib

[Protocols]
  gEfiDevicePathProtocolGuid
  gEfiSimpleTextOutProtocolGuid

4. 三者关系总结

文件类型	作用	核心内容	示例用途
DEC	全局声明元数据	GUID、PPI、Protocol、PCD定义	定义标准UEFI协议的GUID
DSC	定义整个平台或应用	组件列表、平台PCD值、构建选项	配置UEFI固件包含的所有驱动
INF	描述单个模块	源文件、库依赖、模块特性	定义一个USB驱动的构建参数