基于UEFI系統(tǒng)的LINUX通用應(yīng)用平臺的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、統(tǒng)一可擴展固件接口(Unified Extensible Firmware Interface, UEFI)是新一代的硬件和操作系統(tǒng)之間的接口，它采用模塊化的設(shè)計，C語言風格的參數(shù)堆棧傳遞方式，并且以動態(tài)鏈接的形式構(gòu)建系統(tǒng)，充分體現(xiàn)了軟件工程的思想，具有統(tǒng)一的調(diào)用接口和良好的擴充性能。
　　它突破了傳統(tǒng)的基本輸入輸出接口(Basic Input Output System，BIOS)的實模式下僅16位代碼的尋址能力，能夠運行于32

2、位或64位保護模式。它采用UEFI驅(qū)動運行環(huán)境（Driver Execution Environment，DXE）加載 UEFI驅(qū)動模塊并解釋運行的方式，識別并操作硬件，并具有向下兼容和跨平臺支持的特性。較BIOS而言，大大減少了重復(fù)開發(fā)工作，降低了對開發(fā)人員專業(yè)性質(zhì)的要求，并大大加快了系統(tǒng)研發(fā)的周期。
　　相比針對Linux系統(tǒng)啟動的Coreboot，它還不僅定義了清晰全面的接口，能夠廣泛的支持Linux、Windows、Mac

3、 OS等多種操作系統(tǒng)，同時還得到了底層硬件廠商如Intel、AMD、HP、Dell的支持，使得它更具有通用性。
　　得益于這些優(yōu)點，UEFI格外受到主板廠家親睞而得以迅速推廣。UEFI在近10年的推廣后，已經(jīng)成為主流，將使用傳統(tǒng)的BIOS的或者其他接口的微型計算機系統(tǒng)逐漸淘汰出市場。
　　但是UEFI由于本身的設(shè)計上的原因，如在SMP系統(tǒng)中仍然只使用BSP、使用單進程而不支持多進程、沒有用戶權(quán)限控制、僅使用時鐘中斷等等，導(dǎo)致

4、其無法完全發(fā)揮硬件的全部能力。與此同時軟件供應(yīng)商支持力度也不夠，使得其應(yīng)用通常只有硬件相關(guān)廠商開發(fā)，而且應(yīng)用的范圍也相當局限，不同廠商所自定義的接口也有差異，也降低了其本身的價值。開發(fā)難度相比傳統(tǒng)BIOS來講雖有很大提高，但是相對Linux而言仍然太大。
　　本文為了進一步提高采用UEFI接口的系統(tǒng)的應(yīng)用能力和使用價值并同時降低開發(fā)難度和減少重復(fù)開發(fā)工作，研究如何在普通的UEFI環(huán)境內(nèi)下實現(xiàn)一個嵌入式Linux應(yīng)用平臺，并使其具有

5、以下特點：
　?。?）平臺的構(gòu)架采用模塊化的設(shè)計方式。整體上作為UEFI的標準模塊，完全符合UEFI接口規(guī)范，使其可以采用多種UEFI部署方案，靈活的部署在UEFI平臺的系統(tǒng)上。模塊內(nèi)部采分層和模塊化的設(shè)計，使其模塊可以靈活的定制和更改；
　　（2）具有完整的操作系統(tǒng)級別的支持，能夠以Linux操作系統(tǒng)的方式進行開發(fā)和擴展。能充分發(fā)揮出操作系統(tǒng)級別的能力，提供比UEFI更加全面的軟件和硬件支持，使其能充分利用硬件計算資源并同

6、時提供高級電源管理功能；
　?。?）通過采用抽象和虛擬技術(shù)進一步擴充系統(tǒng)的通用性，高可用性。充分利用虛擬化技術(shù)以及云計算技術(shù)，使平臺可以充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)和并行運算的能力，同時減少資源浪費并提高資源的利用率。
　　本文在基于COM-Express2.0規(guī)范的硬件模塊上實現(xiàn)了一個Embedded Generic Platform(EGP)，通過以模塊方式內(nèi)置在固件中的EGP，能直接以操作系統(tǒng)的方式使用本地終端的計算資源以及網(wǎng)絡(luò)資源，