Efi Ext驱动支持

1 EFI文件系统现状

    无论是EDK还是最新的EDKII，都只支持FAT，并没有对LINUX系统原生态文件系统EXT进行支持。我刚写了EXT驱动没多长时间，趁着没有忘记，就把整个过程写下来，俗话说的好，好记性不如赖笔头。

 

2 EXT文件系统结构

   我们来看一张图：

上面的图为一个磁盘分区的结构。

最起始的部分是BootBlock，固定占有1024字节，只是磁盘厂商传承下来的产物，对于我们的文件系统来说并无帮助。

Block Group，EXT为了便于管理磁盘，便将磁盘划分为不同的块组。因为操作系统不是以扇区为单位进行磁盘读取，而是以逻辑块为基本单位进行读取，在BITMAP中每一个BIT代表一个逻辑块，所以可以将逻辑块乘以8组成一个块组。这样就方便了磁盘管理和读取。

SuperBlock，占有1024字节，磁盘格式化后，便维护着这样一个结构。这个结构特别重要，它指示了整个文件系统的Block和Inode的大小、Block和Inode的数量、Block和Inode的已使用和未使用数量、文件系统版本号、最近一次挂载时间等等。

Group Description，组描述符，整个文件系统只使用Block Goup0的组描述符即可，其它不用访问，只是数据的一个拷贝。它记录着各个BLOCK GROUP的BLOCK BITMAP和INODE BITMAP的起始位置。

DataBlock Bitmap：本组数据块使用情况，使用过，其BIT设为1，空闲则为0。

Inode Bitmap：本组Inode Table使用情况，其用法与DataBlockBitmap相同。作为EFI生BIOS工程师，我们只负责读取文件系统，并不会去往磁盘上写数据，所以这两个结构可以不去管它们。

Inode Table：每个目录或文件都占用一个Inode，用Inode Table来描述此目录或文件的使用情况及属性。对于EFI BIOS工程师来说，我们更注重其中的数据块及占有的数据块数量以及一级指针，二级指针三级指针几个字段，因为这关系到我们读取文件数据。文件大小不一般来讲，并不是正好是BLOCKSIZE整数倍大小，那怎么可以读到大小正确数据值？这里面还有一个SIZE大小的字段，整个数据BLOCK的最后一个BLOCK要根据这个SIZE字段来截断。

DataBlock：我们解析目录和文件都在这里。如果是目录，就有一个DIR_ENTRY的结构来解析此数据块。

以上便是理论部分。具体应该怎么做呢？下面我便粗略地描述一下读文件方式，因为作为EFI BIOS工程师来说，更关心如何读取文件。

 

3 读取文件方式

    我们想要读取一个文件，首先要找到其inode号，然后根据inode号找到inodetable中对应的inode结构，则inode结构找到数据块及大小，然后将其读出。

我们来看一下红帽的grub.efi读取。当然它是FAT文件系统，但我们先假设其是EXT文件格式的。其路径为：\EFI\redhat\grub.efi

    首先找根目录\，其inode号固定为2，其肯定在Group Block0内，找到其inode结构，然后找到其数据块，根据DIR_ENTRY检索EFI目录项。

    由EFI目录项，可以找到其占用的inode号，同理可以找到其对应的inode结构，进而找到其数据块，分析并得到redhat目录项。

    同上面两个步骤一样，再次循环得到grub.efi文件项。

    在grub.efi文件项中可以找到其对应的inode号，由inode号找到其对应的inode结构，进而找到其占用的数据块和文件大小，将其所有数据块读出，并由SIZE确定最后一个数据块占用大小，其所有数据块最终组成一个文件就是grub.efi文件的数据。

 

4 主要数据结构

   读取文件所用到的结构罗列如下：

    超组块，块描述符，Inode结构，文件目录项，其结构可以自行在网上查找。

 

5 具体做法

（1）建一EXT驱动，因为其会为很多控制器提供驱动，所以类型选择UEFI_DRIVER。

（2）在驱动入口处，安装binding协议。

（3）在Supported函数中，规定非装有DISKIO和BlockIO的控制器不得进入。

（4）在Start函数中，读取superblock，并根据其字段判断该分区是否支持EXT文件系统，若是便将EXT解析函数封装为一个Ext协议，并安装在该控制器上。

（5）在LoadImage中，在FAT读取程序段下面，添加EXT数据读取程序段。

（6）在BootOption枚举函数中，检索各个装有Ext协议的控制器是否有我们所需要的BootLoader，如果有，便为其注册BoorOrder选项。