UEFI—hello world

最新推荐文章于 2024-11-11 11:56:31 发布

花痴鱼

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UEFI——hello world

包（以pkg结尾的文件夹）即package为包。是由一组模块（.工程文件.inf和源文件.c）和一个平台描述文件（.dsc）和包声明文件（.dec）组成的集合。inf文件用于自动编译源代码。
模块的可执行文件（.efi）可以像插件一样动态加载到UEFI内核中，本文主要讲述uefi编程常用的几种模块。

标准应用程序模块（DXE阶段或者shell阶段运行的应用程程序）

#include <Uefi.h>            //头文件。Uefi定义了UEFI基本数据类型和核心数据结构。
EFI_STATUS   UefiMain(IN EFI_HANDLE ImageHandle, IN EFI_SYSTEM_TABLE *SystemTable)
{
    SystemTable->ConOut->OutputString(SystemTable->ConOut,L"Hello man,\n welcome to UEFI world\n");
    return EFI_SUCCESS;
}

1.入口函数UefiMain，作为入口函数名，可以在改变它的函数名，但是相应的也要在inf工程文件中改变入口函数的名字，而且他的函数签名（参数类型和返回值类型）不能改变。
    -返回值类型 EFI_STATUS,本质为无符号长整数。
    -最高位为1时其值为错误代码，为0时表示非错误值。通过宏EFI_ERROR(Status)可以判断返回值Status时候为错误代码。若Status为错误代码EFI_ERROR(Status)返回值为真，否则为假。
   -EFI_SUCCESS为预定义常量，其值为0，表示没有错误的状态值和返回值。

2.入口函数参数 ImageHandle和SystenTable
efi文件（UEFI应用程序或UEFI驱动程序）加载到内存后生成的对象成为Image（映像）。
ImageHandle是 Image的句柄，作为模块入口函数的参数，它表示模块自身加载到内存后生成的Image对象。
句柄（handle）作为对象的唯一标识，和对象唯一对应的，以此来寻找和操作对象。handle实现id的一些功能，但是权限比id少，代码暴露较少。
SystemTable是程序同UEFI内核交互的桥梁，通过它可以获得UEFI提供的各种服务（BT/RT），SystemTable是UEFI内核的一个全局结构体。

工程文件（.inf）

[Defines]                                                       //定义本模块的属性变量及其他变量，这些变量可以在工程文件其他块中引用
 INF_VERSION = 0x00010005                                  //INF版本号
 BASE_NAME = HelloWorld    //模块名字
 FILE_GUID = 6987936E-ED34-ffdb-AE97-1FA5E4ED2117 //GUID生产固件库
 MODULE_TYPE = UEFI_APPLICATION                                       //模块类型   此为标准应用程序模块
 VERSION_STRING = 1.01    //模块版本号
 ENTRY_POINT = UefiMain                                         //入口函数 UfeiMain
 
[Sources]       //所有源文件和资源文件
 HelloWorld.c
//  a.c   |   MSFT    //VS编译器有效
//  b.c   |   GCC     //gcc编译器有效
    //  INTEL     IC编译器有效
    //  RVCT      arm编译器
//[Sources.IA32]      //32位模块
// cpu32.c
//[Sources.X64]      //64位模块
// cpu64.c

[Packages]                     //本模块所有引用到的包的包声明模块
  MdePkg/MdePkg.dec            //modelpackage.dec对应Uefi.h
  MyPkg/MyPkg.dec

[LibraryClasses]               //本模块要链接的库模板
  UefiApplicationEntryPoint    //应用工程模块
  UefiLib
//UefiDriverEntryPoint          //驱动工程模块

//[Protrcols]                 //列出使用的prorocol的GUID
//[BuildOptions]              //本模块的编译和链接选项

程序流程：StartImage - ModuleEntryPoint - ProcessModuleEntryPointList-Main

ShellAppMain应用程序模块（shell环境运行的应用程序）

c文件
方便shell环境执行，以ShellAppMain作为函数入口，可以传参数，以全局变量gST操纵系统表。第一个参数是命令行个数，第二个是命令行列表。
ENTRY_POINT必须为ShellCEntryLib，入口函数不支持自定义，标准应用程序UefiMain支持自定义修改可以换成别的名字，源程序中要提供ShellAppMain。
inf文件
1. [Defines]块
  基本与标准应用程序工程模块相同，除了EntryPoint。在标准应用程序工程模块中，入口函数名，需要开发者自己定义，需要保持工程文件与源文件一致，一般设置为UefiMain。但是在Shell应用程序工程模块中，它必须设置为ShellAppMain。
2. [Package]块
  MdePkg/MdePkg.dec和ShellPkg/ShellPkg.dec。
3. [LibraryClasses]块
  必须列出ShellCEntryLib，通常还要列出 UefiBootServicesTableLib和UefiLib。

Shell应用程序工程模块是在标准应用程序模块的基础之上利用Protocol做了封装，使我们可以很好地编写带命令行参数的UEFI程序。
Shell应用程序的入口函数是ShellCEntryLib，它的入参和标准应用程序的入参是一样的，它会去打开EFI_SHELL_PAEAMETERS_PROTOCOL，通过这个protocol获得ShellAppMain的入参，就是首先获取命令行参数，然后再调用用户的入口函数ShellAppMain去打开Shell。

main应用程序工程模块（shell环境，且程序连接了StdLib库）

使用main函数的应用程序工程模块会使用StdLib，在StdLib中提供了ShellAppMain函数，我们自己实现main函数作为程序的入口函数供ShellAppMain去调用，真正的模块入口函数是ShellCEntryLib，调用过程是：ShellCEntryLib———>ShellAppMain——>main

使用main函数的应用程序工程模块要在AppPkg环境下才能编译成功，所以需要将main.inf添加到AppPkg.dsc文件的[Components]块下。

库模块（作为静态库被其他模块调用）

在开发uefi工程过程中，会使用到大量的库。库也有源文件、工程文件，其他模块要使用库，要将这个库添加到包的dsc声明文件中。
可以看到库的工程文件和其他应用程序有很大的区别。没有ENTRY_POINT；它会指定 MODULE_TYPE是BASE函数DRIVER等类型；通过LIBRARY_CLASS设定库名，指定库的适用范围，让它仅能被特定的模块调用

其他模块要使用这个库，就将库添加到自己的dsc文件中：

[LibraryClasses]

UefiLib|MdePkg/Library/UefiLib/UefiLib.inf

然后在自己的inf中添加这个库：

[LibraryClasses]

UefiLib

然后在源文件中就可以使用这个库了

库如果要在使用之前需要初始化，那要在库的工程文件中指定CONSTRUCTOR和DESTRUCTOR