4.UEFI编程基础

UEFI（Unified Extensible Firmware Interface）是一种替代传统BIOS的新标准，提供了更强大的功能和更好的扩展性。本文将详细介绍UEFI编程的基础知识，包括其架构、主要概念、开发工具和编程示例。

1. UEFI概述

1.1 什么是UEFI？

定义： UEFI 是一种标准化的固件接口，用于在操作系统启动之前初始化和配置硬件。
特点：
1.模块化设计：UEFI 采用模块化设计，每个模块负责特定的功能。
2.高级安全特性：支持安全启动（Secure Boot），防止未经授权的引导加载程序运行。
3.丰富的用户界面：提供图形化的用户界面，方便用户进行设置和配置。
4.更好的兼容性和扩展性：支持多种硬件平台和操作系统。
5.大容量存储支持：支持大于2TB的硬盘分区。

1.2 UEFI与传统BIOS的区别

架构：UEFI 采用模块化设计，而传统BIOS是基于中断的服务调用。
安全性：UEFI 支持安全启动，而传统BIOS没有类似的安全机制。
用户界面：UEFI 提供图形化的用户界面，而传统BIOS通常是文本界面。
扩展性：UEFI 支持更多的硬件平台和操作系统，而传统BIOS的扩展性较差。

2. UEFI架构

2.1 主要组件

UEFI系统表（System Table）：
包含系统的基本信息和函数指针，如内存映射、时间服务等。

协议（Protocols）：
定义了一组接口，用于提供特定的功能和服务。

库类（Library Classes）：
提供常用的功能和工具，如字符串处理、内存管理等。

平台初始化（Platform Initialization, PI）：
描述了UEFI固件的初始化过程，包括PEI（Pre-EFI Initialization）、DXE（Driver Execution Environment）和SMM（System Management Mode）阶段。

2.2 启动流程

1.硬件初始化：
PEI阶段： 初始化CPU、内存等基本硬件。
DXE阶段： 加载和初始化驱动程序，构建运行时环境。

2.自检（POST）：
执行Power-On Self-Test，检测硬件是否正常工作。

3.加载引导程序：
查找并加载操作系统的引导扇区，将控制权交给操作系统。

4.提供底层接口：
为操作系统提供访问和控制硬件的底层接口。

3. 开发工具

3.1 Visual Studio

下载和安装：
访问 Visual Studio 下载页面，下载并安装最新版本的Visual Studio。
确保选择C++开发工具。

3.2 EDK II

克隆仓库：
打开命令行终端，导航到一个合适的目录，然后克隆EDK II仓库。

git clone https://github.com/tianocore/edk2.git
cd edk2

安装依赖项：
Windows：

.\edksetup.bat Rebuild
python -m pip install --upgrade pip
python -m pip install --user -r tools/edk2-pytool-extras/requirements.txt

Linux：

./edksetup.sh Rebuild
sudo apt-get update
sudo apt-get install -y build-essential uuid-dev iasl git nasm python3 python3-distutils
python3 -m pip install --user -r tools/edk2-pytool-extras/requirements.txt

4. 编写第一个UEFI应用程序

4.1 创建项目目录

在EDK II目录下创建一个新的项目目录